要理解液晶顯示器或液晶電視的工作原理,必須先認識偏光片的功能。光是一種電磁波,由許多光子組成(參看第五章第一節)。光子在垂直於其前進方向的平面上振動。若所有的光子皆沿著某一個特定的方向振動,則稱為偏振光;若光子的振動方向是任意的,則稱為未偏振光。偏光片(或稱為偏振片)僅容許振動方向和透射軸平行的光子通過,圖中偏光片上所標示的白線就是透射軸的方向。圖(a)下方所示的未偏振入射光,經過第一個偏光片透射後,形成偏振光,所以該偏振片又稱為「起偏片」(polarizer)。若第二個偏光片的透射軸方向和第一片相同,如左圖所示,則已偏振的光可以完全通過,呈現明亮;但若第二片的透射軸方向和第一片垂直,如右圖所示,則入射的偏振光將被完全遮蔽,呈現黑暗,故第二個偏光片又稱為檢偏片(analyzer)。
扭轉向列型液晶由於其內部柱狀分子的排列方向,會沿螺旋狀形成90°的扭轉,如果液晶層的厚度控制得宜,則由圖?偍下方背光燈板(未在圖中畫出)發出的未偏振光,經起偏片透射後形成偏振光,其偏振方向會隨液晶分子的排列方向,產生90°的扭轉,如左圖所示,若上方檢偏片的透射軸方向,恰與下方起偏片互相垂直,則入射光將可透射而出,呈現明亮。但若在上下兩導電基板之間,施加電壓,在液晶內部形成一方向垂直於基板表面的電場,則液晶分子的排列方向趨向於和此外加的電場方向平行,不再扭轉。這時入射光的偏振方向不受影響,而和上方檢偏片的透射軸方向正好垂直,光無法透出,呈現黑暗。因此控制施加於液晶的電壓,可以決定液晶面板的亮暗。圖?偁為一般在手錶或儀表面板上常見的液晶顯示器圖樣,圖上每一長條或方塊代表一個如上所述的液晶元件,皆可單獨以電壓控制其亮暗,因此可藉以顯示數字或文字。如果在上方檢偏片和導電基板之間,插入彩色濾光片,則面板上可呈現彩色,這就是液晶電視的工作原理。
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