LCD手机屏的新技术之—— 光配向技术和蓝相液晶技术

光配向

光配向（Patternless Optical Alignment），属于非接触型配向，其原理是利用高精度实时追踪补偿模式的紫外光使得光敏聚合物单体材料发生化学反应产生各向异性，液晶分子与配向膜表面分子相互作用，为了达到能量最小的稳定状态，液晶分子沿着光配向所定义的受力最大方向排列。

以JSR-PI光配向机理说明：

偏振UV光照射下，平行于偏振方向的光敏感基团发生反应，失去配向能力，垂直于偏振方向的基团不发生反应。最终得到垂直于偏振光的配向。

光配向做出来的产品，黑态更黑，所以对比度更好：

蓝相液晶

蓝相液晶有着自组装的3D晶格特性，却保有流体的本性，晶格参数易于变更，可有不同的光电特性，是绝佳的可调式光子晶体；而且有晶格对应的Bragg散射大都在可见光范围，有很好的色彩性。

蓝相液晶的工作原理

蓝相液晶的工作原理是基于Kerr效应。将蓝相液晶置于两平行电极板之间就构成一个Kerr盒，外加电场通过平行电极板作用在蓝相液晶上，在外电场作用下，蓝相液晶就变为光学上的单轴晶体，其光轴方向与电场方向平行。当线偏振光以垂直于电场的方向通过蓝相液晶时，将分解为两束线偏振光，一束的光矢量沿着电场方向，另一束的光矢量与电场垂直。它们的折射率分别称为正常折射率n0 与异常折射率ne。蓝相液晶是正或负双折射物质，取决于ne-n0值的为正或负。

式中，λ是入射光的波长，K 是Kerr 常数，E是外加电场。

由于蓝相液晶有较强的Kerr 效应，所以公式只适用于未饱和前的较小电场情况。但是Kerr 盒的结构是不适用于显示器的，因为按标准Kerr盒结构，电压是加在两平行电极板之间，即电场是垂直于电极板的，入射光要与电场垂直必须从两平行电极板之间入射。作为显示器，入射光是垂直于两平行透明电极板入射的，要产生与入射光垂直的电场，只能将平行电极制作在下透明电极板上。

为了增强电场，每组两平行电极必须很靠近，即做成如共平面开关电极结构。在液晶盒上、下各置一片偏振方向互相垂直的偏振片，当液晶盒上无电场时，蓝相液晶的表现如同一个各向同性介质，与上偏振片偏振方向相同的入射偏振光透不过液晶盒，呈现一个黑背景；当液晶盒上加有电场时，蓝相液晶的表现如同一个具有双折射特性的单轴晶体，其Δn 随外加电场的平方而增加，透过的光强度也随之增加，达到利用蓝相液晶的Kerr效应，用外电场实现调光的目的。

这类器件透射率T与相位延迟的关系为：

蓝相液晶的优缺点

优点：

1、具有亚毫秒的响应时间，不但使液晶显示器有可能实现场序彩色显示模式，还可以大大降低动态伪像，而场序彩色显示模式显示器的分辨率和光学效率是常规的3 倍；

2、不需要定向层，可以大大简化制管工艺过程；

3、暗场时光学上是各向同性的，所以视角大，并且非常对称；

4、只要液晶盒的厚度大于一定值，其透明度对液晶盒的厚度不敏感，所以特别适于制作大显示屏。

缺点：

1、驱动电压太高。如果采用如共平面开关结构（IPS）液晶盒中的交叉指电极，当BP- LC 的Kerr 常数K 为约10nm/V2 时，驱动电压约为50Vrms；

2、透明度不够高,只有约65%。

转自 | 平板显示大讲堂