藍相液晶的工作原理是基于Kerr 效應(yīng)。將藍相液晶置于兩平行電極板之間就構(gòu)成一個Kerr 盒,外加電場通過平行電極板作用在藍相液晶上,在外電場作用下,藍相液晶就變?yōu)楣鈱W(xué)上的單軸晶體,其光軸方向與電場方向平行。當(dāng)線偏振光以垂直于電場的方向通過藍相液晶時,將分解為兩束線偏振光,一束的光矢量沿著電場方向,另一束的光矢量與電場垂直。
它們的折射率分別稱為正常折射率n0 與反常折射率ne。藍相液晶是正或負雙折射物質(zhì),取決于ne- n0值的為正或負。
式中,λ 是入射光的波長,K 是Kerr 常數(shù),E 是外加電場。由于藍相液晶有較強的Kerr 效應(yīng),所以公式(1)只適用于未飽和前的較小電場情況。
但是Kerr 盒的結(jié)構(gòu)是不適用于顯示器的,因為按標(biāo)準(zhǔn)Kerr 盒結(jié)構(gòu),電壓是加在兩平行電極板之間,即電場是垂直于電極板的,入射光要與電場垂直必須從兩平行電極板之間入射。作為顯示器,入射光是垂直于兩平行透明電極板入射的,要產(chǎn)生與入射光垂直的電場,只能將平行電極制作在下透明電極板上。為了增強電場,每組兩平行電極必須很靠近,即做成如共平面開關(guān)結(jié)構(gòu)液晶盒中的交叉指電極結(jié)構(gòu)。
在液晶盒上、下各置一片偏振方向互相垂直的偏振片,當(dāng)液晶盒上無電場時,藍相液晶的表現(xiàn)如同一個各向同性介質(zhì),與上偏振片偏振方向相同的入射偏振光透不過液晶盒,呈現(xiàn)一個黑背景;當(dāng)液晶盒上加有電場時,藍相液晶的表現(xiàn)如同一個具有雙折射特性的單軸晶體,其Δn 隨外加電場的平方而增加,透過的光強度也隨之增加,達到利用藍相液晶的Kerr效應(yīng),用外電場實現(xiàn)調(diào)光的目的。這類器件透射率T與相位延遲的關(guān)系為:
式中,Ψ 是藍相液晶的光學(xué)軸與偏振片的一個透射軸之間的夾角,di 是藍相液晶層中有效雙折射的厚度。為了獲得最大的透射率,Ψ 應(yīng)取45°,diΔni應(yīng)等于λ/2。
優(yōu)點:
�。�1)具有亞毫秒的響應(yīng)時間,不但使液晶顯示器有可能實現(xiàn)場序彩色顯示模式,還可以大大降低動態(tài)偽像,而場序彩色顯示模式顯示器的分辨率和光學(xué)效率是常規(guī)的3 倍;