第一章液晶顯示

課程內(nèi)容基礎(chǔ)模塊

液晶基礎(chǔ)知識(shí)（緒論、第一章）液晶顯示器件（第二章）工藝模塊

液晶顯示器件制備工藝（第三章）液晶顯示器件的裝配（第四章）應(yīng)用模塊

液晶顯示器件的驅(qū)動(dòng)技術(shù)（第五章）液晶顯示模塊的應(yīng)用（第六章）擴(kuò)展模塊

液晶顯示前沿技術(shù)（第七章）復(fù)習(xí)課（2學(xué)時(shí)）參考書液晶顯示技術(shù)，毛學(xué)軍編著，電子工業(yè)出版社液晶顯示原理，黃子強(qiáng)編著，國防工業(yè)出版社平板顯示技術(shù)，應(yīng)根欲等，人民郵電出版社成績構(gòu)成平時(shí)（？）期末（？）

緒論顯示技術(shù)的意義顯示技術(shù)的分類液晶顯示器件的優(yōu)點(diǎn)液晶顯示技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀顯示技術(shù)的意義視覺獲取的信息量：60％（最多）定義：顯示技術(shù)是傳遞視覺信息的技術(shù),是把電信號(hào)變換成可見光信號(hào)的技術(shù)。顯示技術(shù)兩大功能：展示人眼原本可見的視覺信息；將非視覺信息轉(zhuǎn)化為視覺信息（聲、光、熱、力、氣氛等）顯示技術(shù)的意義顯示技術(shù)的基本過程：特點(diǎn)：準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、直觀、處理的信息量大，可實(shí)現(xiàn)圖形化顯示

應(yīng)用：電視、攝像機(jī)、雷達(dá)儀表、工業(yè)生產(chǎn)、計(jì)算機(jī)、交通、文化教育、體育、醫(yī)學(xué)、生物等

顯示技術(shù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)業(yè)的一大支柱產(chǎn)業(yè)信息源數(shù)據(jù)處理器電信號(hào)信息顯示器件光信號(hào)信息數(shù)字、文字、圖形攝像機(jī)、磁盤、傳感器等顯示技術(shù)的分類

陰極射線管(cathoderaytube,CRT)

等離子體顯示板(plasmadisplayPanel,PDP)

主動(dòng)發(fā)光型電致發(fā)光顯示器(electroluminescentdisplay,ELD)

（發(fā)光型）場致發(fā)射陣列平板顯示器(fieldemissiondisplay,FED)電子真空熒光管顯示器(vacuumfluorescentdisplay,VFD)顯示 光發(fā)射二極管顯示器(lightemittingdiode,LED)器件

液晶顯示器(liquidcrystaldisplay,LCD)

非主動(dòng)發(fā)光型電化學(xué)顯示器(electrochemicaldisplay,ECD)

（受光型）電泳成像顯示器(electrophoreticimagedisplay,EPID）

發(fā)光型：利用發(fā)光信息，直接進(jìn)行顯示受光型：本身不發(fā)光，而是通過光的反射、散射、干涉等現(xiàn)象對(duì)其它光源發(fā)出的光進(jìn)行控制，即通過光變換進(jìn)行顯示

CRT

工作原理：用適當(dāng)?shù)目刂齐娐房刂齐娮邮?，使其在屏上掃描，激發(fā)熒光粉發(fā)光，以達(dá)到顯示的目的

CRT特點(diǎn)：亮度高（300－3000cd/m2）

良好的灰度等級(jí)彩色豐富壽命長（1－3萬小時(shí)）

體積大而笨重、功耗大

PDP工作原理：在兩個(gè)平板電極之間充惰性氣體（如Ne＋Ar），當(dāng)在電極之間加上一定的電壓時(shí)，在電極之間產(chǎn)生輝光放電，發(fā)出紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光，以實(shí)現(xiàn)顯示

PDP顯示屏放電單元

PDP特點(diǎn)：亮度高、視角大高速響應(yīng)可實(shí)現(xiàn)全彩色顯示，可達(dá)到256級(jí)灰度和1677萬種顏色體積小、厚度薄（7－8mm）

有存儲(chǔ)功能成本高，尺寸主要集中在40～70″范圍

LED工作原理：在半導(dǎo)體PN結(jié)上加上正向偏壓，利用少數(shù)載流子在復(fù)合區(qū)產(chǎn)生光輻射來實(shí)現(xiàn)顯示。特點(diǎn)：電壓低（1.5v－2V）響應(yīng)快（10ns)

壽命長（10萬小時(shí)）

顏色不豐富工作電流mA級(jí)，功耗大PDP的優(yōu)缺點(diǎn)：1.超大屏幕：傳統(tǒng)電視的屏幕最大尺寸只能做到40英寸，而PDP屏幕可以做到80英寸以上；2.超寬視角：PDP的視角超過160度，因此可以容納更多人同時(shí)觀看；3.純平面無失真：PDP完全是純平面顯示，且各個(gè)發(fā)光單元的結(jié)構(gòu)都相同，因此不會(huì)出現(xiàn)顯像管電視常見的梯形失真、線性失真和枕形失真等幾何失真現(xiàn)象；4.不受電磁干擾：由于PDP本身沒有電磁結(jié)構(gòu)，因此不會(huì)受電磁的干擾，喇叭、高壓電、甚至磁場都不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生任何干擾，這樣就能夠獲得更穩(wěn)定的畫質(zhì)；5.亮度均勻：傳統(tǒng)CRT電視有熱暈問題（畫面正中與四角的亮度不均勻），而PDP的各像素都可獨(dú)立發(fā)光，且非常均勻，沒有亮區(qū)和暗區(qū)，不存在熱暈問題；6.綠色環(huán)保：PDP是通過等離子體放電（不是通過掃描）形成圖像的，因此畫面無大面積閃爍（還無電磁輻射），人們長時(shí)間觀看不會(huì)受到傷害，屬綠色環(huán)保產(chǎn)品；7.圖像清晰、彩色鮮艷：PDP有較高的亮度（顯示的畫面更清晰、鮮艷）和對(duì)比度（圖像就會(huì)越清晰）8.全數(shù)碼顯示：支持?jǐn)?shù)碼視頻接口（DVI），無需數(shù)模轉(zhuǎn)換即可顯示數(shù)字圖像信號(hào)，這樣可以減少轉(zhuǎn)換帶來的失真9.經(jīng)久耐用：世界各等離子顯示屏廠家均以10萬小時(shí)使用壽命為目標(biāo)開發(fā)顯示屏，通常估計(jì)，其實(shí)際壽命約在6萬小時(shí)左右，按每天觀看6小時(shí)計(jì)算，PDP的使用壽命在30年以上。

LCD工作原理：在兩平行平板電極之間充有液晶物質(zhì)，利用液晶在電場或磁場作用下，光學(xué)性能的改變來實(shí)現(xiàn)顯示。在顯示過程中，液晶本身不產(chǎn)生光輻射，必須外加背景光源，屬于被動(dòng)顯示或非輻射發(fā)光

LCD的優(yōu)點(diǎn)低壓(2-3V)，微功耗，平面薄型（幾毫米），特別適用于便攜式裝置顯示面積覆蓋范圍大（幾英寸-幾十英寸）容易實(shí)現(xiàn)全彩色顯示被動(dòng)發(fā)光，不易引起視覺疲勞可以進(jìn)行投影顯示或組合顯示，易實(shí)現(xiàn)大畫面顯示壽命長無輻射、無污染

LCD的發(fā)展現(xiàn)狀液晶的發(fā)現(xiàn)F.ReinitzerD．Leimann

液晶現(xiàn)象是1888年奧地利植物學(xué)家萊尼茨爾（F.Reinitzer）在研究膽甾醇苯甲酯時(shí)首先觀察到的現(xiàn)象。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)該化合物被加熱時(shí)，在145℃和179℃時(shí)有兩個(gè)敏銳的“熔點(diǎn)”。在145℃時(shí)，晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鞚岬母飨虍愋缘囊后w，繼續(xù)加熱至179℃時(shí)，體系又進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯母飨蛲缘囊后w。研究發(fā)現(xiàn)，處于145℃和179℃之間的液體部分，保留了晶體物質(zhì)分子的有序排列，因此被稱為“流動(dòng)的晶體”、“結(jié)晶的液體”。

1889年，德國科學(xué)家Leimann將處于這種狀態(tài)的物質(zhì)命名為“液晶”（liquidcrystals，LC）。

LCD的發(fā)展現(xiàn)狀液晶顯示的實(shí)用化進(jìn)程

1968年，美國RCA公司公布液晶顯示應(yīng)用發(fā)明專利。七十年代，日本投入研究，出現(xiàn)液晶顯示的手表和計(jì)算器?，F(xiàn)在韓國、臺(tái)灣后來居上。

液晶應(yīng)用的發(fā)現(xiàn)

1961年，美國RCA公司普林斯頓試驗(yàn)室有一個(gè)年輕電子學(xué)者F.Heimeier，他把電子學(xué)方面的知識(shí)應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)，取得了驚喜的發(fā)現(xiàn)。他將兩片透明導(dǎo)電玻璃之間夾上摻有染料的向列液晶。當(dāng)在液晶層的兩面施以幾伏電壓時(shí)，液晶層就由紅色變成了透明態(tài)。出身于電子學(xué)的他立刻意識(shí)到這不就是彩色平板電視嗎!液晶顯示技術(shù)是一本集電子學(xué)、有機(jī)化學(xué)、光學(xué)、半導(dǎo)體學(xué)等的綜合性學(xué)科

LCD的發(fā)展現(xiàn)狀

LCD的應(yīng)用

LCD的發(fā)展現(xiàn)狀

2009.06-2010.06全球TFT-LCD產(chǎn)值942億美元

LCD的發(fā)展現(xiàn)狀全球液晶面板制造商排名韓國三星電子

LG臺(tái)灣友達(dá)（AUO)

奇美(CMO)

日本夏普（sharp）中國大陸京東方(BOE)

天馬龍騰光電2010.05主要制造商產(chǎn)值地域分布韓國臺(tái)灣日本中國大陸

LCD的發(fā)展現(xiàn)狀液晶面板生產(chǎn)代線擴(kuò)張情況OLED顯示器介紹OLED是自發(fā)光顯示的半導(dǎo)體，具有柔軟、透明、畫質(zhì)清晰、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，被視為是下一代最具潛力的新型平面顯示技術(shù)。未來OLED將應(yīng)用將以手機(jī)背光、車用、電視、照明為主要應(yīng)用領(lǐng)域，OLED照明更備受期待。OLED主要可分成主動(dòng)式有機(jī)發(fā)光顯示（AMOLED）和被動(dòng)式有機(jī)發(fā)光顯示（PMOLED）。OLED結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)流程相對(duì)環(huán)保。相較于TFT-LCD，OLED具有回應(yīng)速度快、高亮度、高對(duì)比度、超輕超薄、低功耗、無視角限制、工作溫度范圍廣、具良好抗震性能、可柔軟顯示等優(yōu)勢，能解決液晶顯示畫面拖尾以及耐低溫性能較差等問題。根據(jù)DisplaySearch預(yù)估，到2016年OLED的整體產(chǎn)值將達(dá)62億美元規(guī)模。OLED最早的實(shí)際應(yīng)用是出現(xiàn)在汽車電子領(lǐng)域，目前應(yīng)用主要是以手機(jī)、MP3、工控儀表等中小尺寸領(lǐng)域?yàn)橹鳌＿@是因?yàn)槟壳癘LED成本過高，是一般LCD的1.5倍，同時(shí)在良率、成本、使用壽命上也尚未符合市場要求，還沒進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)階段，因此OLED面板的應(yīng)用范圍，仍侷限于高階手機(jī)或MP3等小尺寸顯示應(yīng)用。現(xiàn)在80％~90％的OLED產(chǎn)品被應(yīng)用在手機(jī)背光顯示領(lǐng)域。OLED的優(yōu)勢與LCD技術(shù)相比，OLED的優(yōu)點(diǎn)是：第一，OLED可以自身發(fā)光，而LCD則不能。所以O(shè)LED比LCD要亮得多，另外OLED對(duì)比度更大，色彩效果更加豐富；第二，LCD需要背景燈光點(diǎn)亮，而OLED在需要點(diǎn)亮的單元才加電，并且電壓很低，因此更加節(jié)能；第三，OLED所需材料很少，制造工藝簡單，量產(chǎn)時(shí)的成本要比LCD節(jié)省20%；第四，OLED沒有視角范圍的限制，可視角度一般可達(dá)到160度，重量也比LCD輕得多。同時(shí)OLED還可彎曲，應(yīng)用范圍極廣OLED結(jié)構(gòu)圖

OLED的基本結(jié)構(gòu)是由一薄而透明具半導(dǎo)體特性之銦錫氧化物(ITO)，與電力之正極相連，再加上另一個(gè)金屬陰極，包成如三明治的結(jié)構(gòu)。整個(gè)結(jié)構(gòu)層中包括了：空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當(dāng)電力供應(yīng)至適當(dāng)電壓時(shí)，正極空穴與陰極電荷就會(huì)在發(fā)光層中結(jié)合，產(chǎn)生光亮，依其配方不同產(chǎn)生紅、綠和藍(lán)RGB三原色，構(gòu)成基本色彩。OLED發(fā)光原理有機(jī)發(fā)光二極體的發(fā)光原理和無機(jī)發(fā)光二極體相似。當(dāng)元件受到直流電（DirectCurrent；DC）所衍生的順向偏壓時(shí)，外加之電壓能量將驅(qū)動(dòng)電子（Electron）與空穴（Hole）分別由陰極與陽極注入元件，當(dāng)兩者在傳導(dǎo)中相遇、結(jié)合，即形成所謂的電子-空穴復(fù)合（Electron-HoleCapture）。而當(dāng)化學(xué)分子受到外來能量激發(fā)後，若電子自旋（ElectronSpin）和基態(tài)電子成對(duì)，則為單重態(tài)（Singlet），其所釋放的光為所謂的熒光（Fluorescence）；反之，若激發(fā)態(tài)電子和基態(tài)電子自旋不成對(duì)且平行，則稱為三重態(tài)（Triplet），其所釋放的光為所謂的磷光（Phosphorescence）。OLED的分類OLED技術(shù)優(yōu)勢目前，LCD是小型設(shè)備顯示器的首選，而大屏幕電視采用LCD的情況也很普遍。常規(guī)LED可以用來構(gòu)成電子表和其他電子設(shè)備上的數(shù)字。OLED則具備很多LCD與LED所不具備的優(yōu)勢：相較于LED或LCD的晶體層，OLED的有機(jī)塑料層更薄、更輕而且更富于柔韌性。

OLED的發(fā)光層比較輕，因此它的基層可使用富于柔韌性的材料，而不會(huì)使用剛性材料。OLED基層為塑料材質(zhì)，而LED和LCD則使用玻璃基層。

OLED比LED更亮。OLED有機(jī)層要比LED中與之對(duì)應(yīng)的無機(jī)晶體層薄很多，因而OLED的導(dǎo)電層和發(fā)射層可以采用多層結(jié)構(gòu)。此外，LED和LCD需要用玻璃作為支撐物，而玻璃會(huì)吸收一部分光線。OLED則無需使用玻璃。

OLED并不需要采用LCD中的逆光系統(tǒng)，LCD工作時(shí)會(huì)選擇性地阻擋某些逆光區(qū)域，從而讓圖像顯現(xiàn)出來，而OLED則是靠自身發(fā)光。因?yàn)镺LED不需逆光系統(tǒng)，所以它們的耗電量小于LCD（LCD所耗電量中的大部分用于逆光系統(tǒng)）。這一點(diǎn)對(duì)于靠電池供電的設(shè)備（例如移動(dòng)電話）來說，尤其重要。

OLED制造起來更加容易，還可制成較大的尺寸。OLED為塑膠材質(zhì)，因此可以將其制作成大面積薄片狀。而想要使用如此之多的晶體并把它們鋪平，則要困難得多。

OLED的視野范圍很廣，可達(dá)170度左右。而LCD工作時(shí)要阻擋光線，因而在某些角度上存在天然的觀測障礙。OLED自身能夠發(fā)光，所以視域范圍也要寬很多。OLED的問題OLED似乎是一項(xiàng)完美無缺的技術(shù)，適合各類的顯示器，但它也存在一些問題：壽命：盡管紅色和綠色的OLED薄膜壽命較長（10000-40000小時(shí)），但根據(jù)目前的技術(shù)水準(zhǔn)，藍(lán)色有機(jī)物的壽命要短的多（僅有約1000小時(shí)）。制造：OLED的造價(jià)目前還比較高。水：OLED如果遇水，很容易就會(huì)損毀。未來顯示技術(shù)目前顯示器市場主要以液晶顯示（LCD）技術(shù)為主流，但是LCD產(chǎn)品具有在不同視角下色彩失真、低溫下工作異常以及需要背光等缺點(diǎn)使得人們繼續(xù)尋求更好的顯示技術(shù)，那么，未來的顯示技術(shù)是什么樣的呢？

Electroluminescence，簡稱OEL）技術(shù)的顯示器具有輕薄、可撓曲、自發(fā)光、高畫質(zhì)、省電等優(yōu)點(diǎn)，它將成為未來高清顯示器發(fā)展的新趨勢。OEL分為兩種：

1、一種是OLED（OrganicLightEmittingDiode，有機(jī)發(fā)光二極管）?；贠LED技術(shù)的顯示器與LCD相比較有一系列優(yōu)點(diǎn)：如超輕、超?。ê穸鹊陀?毫米）、高亮度、廣視角（可達(dá)170度以上）、自發(fā)光不需要背光源、響應(yīng)速度快（是液晶的1000倍）、高清晰、低功耗、低溫特性優(yōu)良、制造成本低、可以實(shí)現(xiàn)柔軟顯示等，它將成為未來高清顯示器發(fā)展的新趨勢。以后的顯示屏幕能像紙一樣輕薄柔軟，卷起來帶著走，使用筆卷式的顯示器將不再是好萊塢電影中的科幻情節(jié)了。

2、另一種是PLED（PolymerLightEmittingDiode，聚合物發(fā)光二極管）。摩天大樓的外墻用高清電視來裝飾，家里的整面墻都用來欣賞電影…，這些可不是天方夜譚，PLED就可以讓我們輕松實(shí)現(xiàn)！這里我們不能斷定OEL就是未來顯示技術(shù)的主流，但可以肯定的是，它表現(xiàn)出的薄膜化、可彎曲、低能耗、多功能等優(yōu)越特性將是未來顯示技術(shù)發(fā)展的方向。第1章液晶基礎(chǔ)知識(shí)1.1液晶是什么液晶基本概念液晶的分類1.2液晶的物理特性有序參量液晶的各向異性液晶的連續(xù)體理論使液晶分子排列發(fā)生變化的臨界電場1.3液晶的光學(xué)特性光的偏振晶體的雙折射現(xiàn)象液晶的光學(xué)性質(zhì)

1.液晶的基本概念何謂液晶？

物質(zhì)在自然界中通常以固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)形式存在，即常說的三相態(tài)。在外界條件發(fā)生變化時(shí)（如壓力或溫度發(fā)生變化），物質(zhì)可以在三種相態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即發(fā)生所謂的相變。大多數(shù)物質(zhì)發(fā)生相變時(shí)直接從一種相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N相態(tài)，中間沒有過渡態(tài)生成。固態(tài)液態(tài)氣態(tài)

1.液晶的基本概念何謂液晶？有些物質(zhì)的受熱熔融或被溶解后，雖然失去了固態(tài)物質(zhì)的大部分特性，外觀呈液態(tài)物質(zhì)的流動(dòng)性，但仍然保留著結(jié)晶態(tài)物質(zhì)分子的有序排列，從而在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為晶體的各向異性，形成一種兼有晶體和液體部分性質(zhì)的過渡中間相態(tài)，這種中間相態(tài)被稱為液晶態(tài)，處于這種狀態(tài)下的物質(zhì)稱為液晶（liquidcrystals）。液晶態(tài)結(jié)晶狀的固態(tài)(CrystallineSolid)

各向同性的液體(IsotropicLiquid)

定義：液晶是指在一定溫度范圍內(nèi)，既具有液體的流動(dòng)性又具有晶體的各向異性的物質(zhì)。問題：怎樣讓物質(zhì)出現(xiàn)液晶態(tài)？

2.液晶的分類

兩種方式：熱致液晶是指通過加熱或冷卻的方式，出現(xiàn)液晶相的物質(zhì)。溶致液晶是指將一種溶質(zhì)溶于溶劑而形成的液晶相物質(zhì)。固態(tài)液晶液態(tài)熔點(diǎn)清亮點(diǎn)問題：所有的物質(zhì)都存在液晶態(tài)嗎？目前顯示技術(shù)上所采用的液晶材料均是熱致液晶。加熱冷卻冷卻加熱

2.液晶的分類研究發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)液晶分子具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：液晶分子結(jié)構(gòu)呈細(xì)長棒狀或扁平圓盤狀液晶分子是極性的目前發(fā)現(xiàn)的具有液晶態(tài)的物質(zhì)都是有機(jī)物，這是因?yàn)橛袡C(jī)物的分子容易滿足液晶分子的兩個(gè)條件。

2.液晶的分類1)Thermotropic(熱致液晶)2)Lyotropic(溶致液晶)因溫度的改變而產(chǎn)生相變

因溶于溶劑中濃度比例的改變而產(chǎn)生相變

a)棒狀

b)圓盤狀

1.Nematic(向列相)2.Cholesteric

(膽甾相)3.Smectic(近晶相)以產(chǎn)生相變之原因來區(qū)分Thermotropic(熱致液晶)分子形狀排列方式

2.液晶的分類（1）向列相液晶（顯示器件使用最多）：表示液晶分子的平均排列方向

分子的長程指向有序，分子之間趨于彼此互相平行排列液晶分子具有流動(dòng)性，即分子重心是無序的指向矢

2.液晶的分類（2）近晶相液晶液晶分子分層排布，同一層內(nèi)的分子互相平行；分子長軸垂直于平面，或與平面傾斜排列。

2.液晶的分類（2）近晶相液晶近晶C近晶B近晶A

2.液晶的分類

Solid

LiquidCrystallineIsotropic

TmTNITemp.

LCmesophases

SmecticCSmecticANematic（2）近晶相液晶

2.液晶的分類（3）膽甾相液晶Cholesteric相液晶的分子排列。Lnnnnxyzqo>0表液晶分子為右旋排列，qo<0表液晶分子為左旋排列。螺距(Pitch)=2Lnx=cos(qo

z+φ)ny=sin(qo

z+φ)nz=0液晶分子分層排列，同一平面內(nèi)分子互相平行，分子長軸平行于層平面；分子的指向矢在空間成連續(xù)的螺旋變化

1.有序參量xyz液晶分子排列有序度：S溫度上升，S減小

1.有序參量液體S=0晶體S=1液晶S=0.3-0.8

2.液晶的各向異性(1)液晶的介電各向異性為平行于指向矢的介電常數(shù)為垂直于指向矢的介電常數(shù)為液晶的介電各向異性大小液晶分子是極性分子，在電場作用下相當(dāng)于一個(gè)電偶極子。液晶分子電偶極距的方向與該方向上的介電常數(shù)緊密相關(guān)。

2.液晶的各向異性(1)液晶的介電各向異性當(dāng)>0時(shí)，液晶分子的電偶極距方向平行于長軸方向，具有該性質(zhì)的液晶稱為正性液晶，一般用Np表示。在外電場作用下，液晶分子將趨向平行于電場方向。E

2.液晶的各向異性(1)液晶的介電各向異性當(dāng)<0時(shí)，液晶分子的電偶極距方向垂直于長軸方向，具有該性質(zhì)的液晶稱為負(fù)性液晶，一般用Nn表示。在外電場作用下，液晶分子將趨向垂直于電場方向。E問題:取消外加電場后液晶分子將如何變化?

2.液晶的各向異性(2)液晶的折射率各向異性表示偏振方向與光軸垂直的尋常光的折射率表示偏振方向與光軸垂直的非尋常光的折射率表示折射率各向異性大小

3.液晶的連續(xù)彈性體理論外加電場液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，去除外場后液晶分子將恢復(fù)到原來的狀態(tài)，該過程中液晶可看成一個(gè)彈性連續(xù)體，其在外力作用下產(chǎn)生了彈性形變。展曲（splay）形變扭曲(twist)形變?nèi)N形變一致排列彎曲(bend)形變彈性常數(shù)是物體形變時(shí)描述物體堅(jiān)韌程度的尺度展曲彈性常數(shù)：K11

扭曲彈性常數(shù)：K22

彎曲彈性常數(shù)：K33E/Eth

4.臨界電場Eth:臨界電場（液晶分子開始動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的電場值）Vth:閾值電壓（液晶分子開始動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的電壓值）

1.光的偏振（1）光的電磁波理論光是電磁波，把電磁波按波長或頻率的次序排列成譜，稱為電磁波譜?？梢姽馐且环N波長很短的電磁波，其波長范圍為400nm~760nm頻率范圍為7.51014Hz~3.91014Hz，它是能引起視覺的電磁波。紅

760nm~630nm橙630nm~590nm黃590nm~570nm綠570nm~500nm青500nm~460nm藍(lán)460nm~430nm紫430nm~400nm

1.光的偏振（1）光的電磁波理論在真空中，光傳播的速度為：在介質(zhì)中，光傳播的速度為：折射率：nv平面簡諧電磁波

1.光的偏振（1）光的電磁波理論a、電磁波是橫波，電矢量與磁矢量均垂直于波的傳播方向b、E和H相互垂直，并且都與傳播方向垂直，E、H、v三者滿足右螺旋關(guān)系c、E、H各在各自的振動(dòng)面內(nèi)振動(dòng)，這種性質(zhì)稱為偏振（2）何謂偏振

1.光的偏振光波是電磁波，具有橫波性。由于光波對(duì)物質(zhì)的作用主要是電矢量，因此光學(xué)中把電矢量E稱為光矢量，E矢量的振動(dòng)方向就是光矢量振動(dòng)方向。

E矢量可以有各種不同的振動(dòng)方向。通常把光矢量保持在特定振動(dòng)方向上的狀態(tài)稱為偏振態(tài)。把光矢量大小和方向呈規(guī)則變化的光稱為偏振光。線(平面)偏振光偏振光自然光部分偏振光橢圓偏振光圓偏振光光

自然光自然光：一般光源發(fā)出的光，自然光的光矢量在所有可能的方向上，且振幅E相等沒有優(yōu)勢方向自然光的分解一束自然光可分解為兩束振動(dòng)方向相互垂直的、等幅的、不相干的線偏振光。符號(hào)表示

1.光的偏振線偏振光光在傳播過程中電矢量的振動(dòng)只限于某一確定振動(dòng)平面--平面偏振光，又稱線偏振光。光矢量振動(dòng)方向不變，大小隨相位變化。

1.光的偏振符號(hào)表示圓偏振光

1.光的偏振光矢量大小不變，方向旋轉(zhuǎn)，其端點(diǎn)軌跡為截面是圓

橢圓偏振光

1.光的偏振光矢量旋轉(zhuǎn)，其端點(diǎn)軌跡為截面是橢圓某一方向的光振動(dòng)比其它方向上的光振動(dòng)占優(yōu)勢的光為部分偏振光，是介于自然光與線偏振光之間。

1.光的偏振部分偏振光部分偏振光的分解部分偏振光部分偏振光可分解為兩束振動(dòng)方向相互垂直的、不等幅的、不相干的線偏振光.其中Imax某一方向所具有的能量最大值，Imin為其垂直方向上具有的能量最小值。自然光的P=0；線偏振光的P=1。

符號(hào)表示

1.光的偏振如何獲得線偏振光（1）利用晶體的雙折射現(xiàn)象；（2）利用光的反射與折射；（3）利用晶體的二向色性。如何獲得線偏振光

1.光的偏振

二向色性:

某些物質(zhì)能吸收某一方向的光振動(dòng),而只讓與這個(gè)方向垂直的光振動(dòng)通過,這種性質(zhì)稱二向色性.

偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片.

偏振化方向：當(dāng)自然光照射在偏振片上時(shí)，它只讓某一特定方向的光通過，這個(gè)方向叫此偏振片的偏振化方向(又稱通光方向)。

二向色性

:某些物質(zhì)能吸收某一方向的光振動(dòng),而只讓與這個(gè)方向垂直的光振動(dòng)通過,這種性質(zhì)稱二向色性.偏振片:涂有二向色性材料的透明薄片.起偏：從自然光獲得偏振光的過程。偏振化方向（透光軸）

：當(dāng)自然光照射在偏振片上時(shí)，它只讓某一特定方向的光通過，這個(gè)方向叫此偏振片的偏振化方向.用表示。偏振片自然光線偏振光偏振片用作起偏振器自然光線偏振光偏振片

1.光的偏振如何獲得偏振光起偏器：使自然光（或非偏振光）變成線偏振光。檢偏器：檢查入射光的偏振性。檢偏器起偏器檢偏器檢偏器起偏器檢偏：檢查光的偏振化狀態(tài)。說明：

1）用偏振片可以檢驗(yàn)線偏振光。方法：轉(zhuǎn)一周出現(xiàn)兩次最亮（圓)兩次最暗。

2）用偏振片只能區(qū)分：自然光和線偏振光；不能區(qū)分:自然光和圓偏振光。

3）對(duì)于部分偏振光，實(shí)驗(yàn)看到的始終是亮圓。

1.光的偏振

1.光的偏振P馬呂斯定律PE0E0cos通光方向光振動(dòng)方向用于計(jì)算由偏振片獲得的線偏振光的強(qiáng)度馬呂斯定律（1809）II0消光比=Imin/Imax動(dòng)光學(xué)雙折射現(xiàn)象波

動(dòng)光學(xué)方解石晶體

2.晶體的雙折射現(xiàn)象

2.晶體的雙折射現(xiàn)象雙折射現(xiàn)象：光進(jìn)入各向異性介質(zhì)(雙折射晶體)時(shí)，介質(zhì)中出現(xiàn)o光和e光兩條折射光線。

2.晶體的雙折射現(xiàn)象（1）雙折射的尋常光和非尋常光恒量玻璃折射定律

2.晶體的雙折射現(xiàn)象尋常光o:遵守折射定律，在入射面內(nèi)非常光e:不遵守折射定律，一般不在入射面內(nèi)o、e光均為線偏振光oeeo（1）雙折射的尋常光和非尋常光

2.晶體的雙折射現(xiàn)象（2）產(chǎn)生雙折射的原因產(chǎn)生雙折射的原因:o光和e光的傳播速度不同。

o光在晶體中各個(gè)方向的傳播速度相同，因而折射率

no=c/o=恒量。

e光在晶體中的傳播速度e隨方向變化，因而折射率ne=c/e是變量，隨方向變化。

由于o光和e光的折射率不同，故產(chǎn)生雙折射。（3）光軸主截面主平面

2.晶體的雙折射現(xiàn)象當(dāng)光在晶體內(nèi)沿某個(gè)特殊方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射，該方向稱為晶體的光軸。光軸是一特殊的方向，凡平行于此方向的直線均為光軸。在光軸方向上，o光和e光的傳播速度相同。沿光軸方向入射的光束，通過晶體不分為兩束光，仍沿入射方向行進(jìn)。只有一個(gè)光軸的晶體，稱為單軸晶體，如方解石、石英、紅寶石等。有兩個(gè)光軸的晶體稱為雙軸晶體，如云母、硫磺、藍(lán)寶石等。大部分液晶材料具有單軸晶體的光學(xué)特性，少量液晶具有雙軸晶體特性

2.晶體的雙折射現(xiàn)象（3）光軸主截面主平面某光線的傳播方向和光軸方向所組成的平面叫做該光線的主平面。

e光光軸e光的主平面o光光軸o光的主平面····o光和e光都是線偏振光，o光的振動(dòng)方向垂直于自己的主平面，e光的振動(dòng)方向平行于自己的主平面o光有o光的主平面，e光有e光的主平面o光、e光的主平面可能重合，也可能不重合

2.晶體的雙折射現(xiàn)象由光軸和晶體表面的法線所組成的平面，稱為晶體主截面。例如，方解石的主截面是一平行四邊形。當(dāng)光線在晶體的主截面內(nèi)入射時(shí),主截面、o光和e光的主平面均重合。no=1.658,ne=1.486方解石的主截面oe

2.晶體的雙折射現(xiàn)象（4）晶體的主折射率正晶體負(fù)晶體在雙折射晶體中，o光沿各向傳播的速度相同，故o波波面為球面，振動(dòng)方向始終垂直其主平面。o光只有一個(gè)光速vo一個(gè)折射率no························vot光軸

2.晶體的雙折射現(xiàn)象e光沿各向的傳播速度不同，e波面為橢球面，振動(dòng)方向始終在其主平面內(nèi)。e光在平行光軸方向上的速度與o光的速度相同為v0e光在垂直光軸方向上的速度與o光的速度相差最大，記為ve，其相應(yīng)的折射率為ne。n0，ne稱為晶體的主折射率光軸vetvot（4）晶體的主折射率正晶體負(fù)晶體

2.晶體的雙