液晶显示原理

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