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文档简介

液晶显示原理第一页,共十五页,2022年,8月28日向列型液晶和多数近晶液晶类似于单轴晶体,可以按如下方式计算折射率:液晶的非常光折射率的计算第二页,共十五页,2022年,8月28日第三页,共十五页,2022年,8月28日none厚度为d设晶片的厚度为d,在晶片中o光的光程是n0d,e光的光程是ned,两者之间的光程差∆是:∆=|n0-ne|d位相差是: 这种能使光矢量互相垂直的两支偏振光产生相移的晶片叫波片。

波片的概念第四页,共十五页,2022年,8月28日四分之一波片如果波片产生的光程差∆=|n0-ne|d=(m+1/4)λ0

式中m为整数,这样的波片叫1/4波片。当入射的线偏振光矢量与波片的快慢上分量相等,Ex=Ey,又因为波片产生的光程差使两束光的位相差为π/2的奇数倍,根据上面的分析可以看出,出射的光矢量为圆偏振光。二分之一波片如果波片产生的光程差∆=|n0-ne|d=(m+1/2)λ0

式中m为整数,这样的波片叫半波片或叫1/2波片,线偏振光通过半波片后仍为线偏振光,第五页,共十五页,2022年,8月28日如果波片的光程差∆=mλ0

其中m为整数,则称为全波片。----------------------------------------------------------------------

值得注意的是所谓1/4波片、1/2波片或全波片都是针对某一特定波长而言的。与偏光显微镜配套的波片是指对钠黄光(波长为5893Å)而言的。制造尺寸小的波片的材料为云母。云母容易解理成很薄的薄片,而且厚度较易控制,所以用来制造波片是很适宜的。经过拉伸的聚乙烯醇薄膜也可用来制造波片。这种大尺寸的波片已用于超扭曲液晶显示屏上,可得到黑白模式的超扭曲显示屏,从而为超扭曲彩色显示屏奠定了基础。第六页,共十五页,2022年,8月28日3.偏振光的矩阵分析法——琼斯矩阵在与光线垂直的平面上选定直角坐标系xoy,任一偏振光,无论是线偏振光,圆偏振光,还是椭圆偏振光,都可以用光矢量在两个坐标系上的投影来表示:或者用复振幅表示:即:第七页,共十五页,2022年,8月28日将上述矩阵归一化:下面举几个例子说明。例1:光矢量沿X轴的振幅为E0的线偏振光例2:光矢量与X轴成θ角,振幅为E0的线偏振光,归一化琼斯矢量为:称为琼斯矢量第八页,共十五页,2022年,8月28日例3:圆偏振光归一化琼斯矢量为:第九页,共十五页,2022年,8月28日偏振光通过偏振器件后,它的偏振状态会发生变化。入射光线的偏振状态用表示,出射光的偏振状态用表示,偏振器件G链接和。或因此任一偏振器件的特性可以用矩阵G来描述。矩阵G叫做该器件的琼斯矩阵。第十页,共十五页,2022年,8月28日例4:设1/4波片的快慢轴分别沿X轴和Y轴方向,它对任何偏振光的作用是使Y轴分量相对于X轴分量产生p/2的位相滞后。设入射光的琼斯矢量为,出射光的琼斯矩阵为

,则:写成矩阵形式:第十一页,共十五页,2022年,8月28日例5:透光轴在X方向和在Y方向的偏振片的琼斯矩阵分别为:透光轴与X轴成θ角偏振片的琼斯矩阵为:第十二页,共十五页,2022年,8月28日例6:设有偏振光,光矢量与X轴的夹角是p/4,通过四分之一波片后出射光的琼斯矩阵为:如果偏振光相继通过多个偏振器件,它们的琼斯矩阵分别为G1、G2……Gn,则出射光的琼斯矢量为:第十三页,共十五页,2022年,8月28日一些重要器件的琼斯矩阵如下:(1).线偏振器,透光轴与X轴成θ角(2).一般波片,产生位相差为θ。a.快轴在X方向:b.快轴Y方向:c.快轴与X轴成±45o角:第十四页,共十五页,2022年,8月28日液晶的光轴与分子的指向矢往往是一致的。由于在外场的作用下,分子的指向矢会发生改变,因而光轴方向随之改变,整个折射率椭球也随指向矢同时转动。因此,在光线传播的某一方向

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