液晶显示技术（第2版）(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：毛学军

出版社：电子工业出版社

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液晶显示技术（第2版）试读：

再版前言

本书第一版自2008年9月出版以来，受到选用该书的院校和有关企业的关注，部分师生和工程技术人员在使用过程中提出了很好的修改意见。相关成员在5年多的教学实践过程中，对液晶显示技术教学内容有了进一步的认识，开发完善了从基础、工艺、应用到扩展系列实训项目。在此基础上，结合液晶显示技术的新发展，编写组决定对该书改版。

改版后全书主要结构仍由

绪论

绪论部分从信息与显示技术的有关概念、液晶的发现与显示器件的发明及显示器件分类等方面进行介绍。

第1章液晶基础知识，重点介绍了液晶的种类、液晶的物理特性、液晶的光学特性，实训项目确定为光的偏振试验。

第2章液晶显示器件，重点介绍了液晶显示器件的分类、液晶显示器件的基本结构、液晶显示器件的主要性能参量、常见的液晶显示器件，实训项目确定为偏光片与液晶盒的配合使用。

第3章液晶显示器件工艺基础，重点介绍了液晶显示器件主要材料、主要工艺（含彩色滤色膜的制造工艺），实训项目确定为液晶显示器件的生产、液晶显示器件的检测。

第4章液晶显示器件的装配，重点介绍了液晶显示器件装配方法、液晶显示器件的采光系统、液晶显示器件的加温装置的制作和液晶显示器件的使用注意事项，实训项目确定为液晶显示模块的装配与测试。

第5章液晶显示器件的驱动，重点介绍了液晶显示器件写入机理、驱动方式、静态驱动器、动态驱动器、动态驱动系统及辅助电路、液晶显示控制器，实训项目确定为液晶静态显示驱动系统的实现、液晶动态显示驱动控制系统的实现。

第6章液晶显示模块的设计与应用，介绍了液晶显示器件的应用，重点介绍1602字符点阵型液晶显示模块的设计、装配与应用和液晶显示器件故障的简易查询及排除方法，实训项目确定为基于1602字符点阵型液晶显示模块的温度计的设计。

第7章液晶显示技术的发展，重点介绍了低温多晶硅（LTPS）、量子点、锐比技术、视网膜屏幕、液晶拼接、3D显示器、触摸屏，实训项目确定为电阻式触摸屏的使用。

第8章其他平板显示技术简介，重点介绍了PDP技术、OLED技术、 FED技术、电子纸技术，以及显示器件的选购和评价，实训项目确定为智能型OLED显示模组应用。

本书由淮安信息职业技术学院毛学军、沙祥分别担任正、副主编，淮安信息职业技术学院张洪明、杜锋，南京夏普电子有限公司张来勇，以及中国电子科技集团公司第55研究所郑传文参编。

由于液晶显示技术发展迅猛，新器件、新技术、新工艺、新材料层出不穷，书中内容仍难免有疏漏和不足，敬请同行专家和广大读者批评指正。

更多教学及实训资料请参看http://222.184.16.189:8888/pbxsjs/。本书编写组绪论

引言　“要有效地生活，就要有足够的信息”。人生存于自然界，生活于社会，每时每刻都要与外部世界交流信息。其中，视觉信息占所有获得信息的60％以上。因此，人类长久以来一直致力于将各种信息转换为视觉信息。

本绪论从信息与显示技术的有关概念、液晶的发现与显示器件的发明及显示器件分类几个方面进行介绍，并概略介绍本书主要内容。0.1　信息与显示技术0.1.1　信息与信息技术

信息，又称资讯，普遍存在于自然界和人类社会活动中。控制论创始人N·维纳曾给信息作过定义：“信息是人们在适应外部世界并使这种适应反作用于外部世界的过程中，同外部世界进行交换的内容的名称。”

随着社会的发展和科学技术的进步，人类对信息的认识和利用日趋深入和广泛，信息资源的地位与作用日益凸显，信息已成为社会发展中的一个主导因素，是客观世界不可或缺的重要资源。人们需要对获得的信息进行加工处理，并加以利用。

信息技术（Information Technology，IT），是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。0.1.2　显示与显示技术

信息无处不在，人们通过自身的五种感觉器官——眼、耳、鼻、舌、身所具有的视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉感受来自外界的信息。其中，视觉信息最大量、最丰富，占所有获得信息的60％以上，并且最准确、最及时、最可靠。

面对众多的信息，人们必须采用电脑来处理和加工，将其转换为人可感知的信息。其中，将处理后的视觉信息及时、准确地传递给他人，还必须通过显示技术来实现。

将各种信息转化为视觉信息再传达给他人的过程，就称为“显示”。这种转化、传达的技术称为“显示技术”。 显示技术是现代社会人与人信息间的桥梁。

显示技术追求的目标是清晰、准确、实时、直观、可靠、方便、节能、携带信息量大及彩色、立体化等。

现代显示技术的基本特点是光与电的结合，即将各种非电量的信息（如声、光、热、力、数、气氛）通过传感器、处理器进行感知和处理，传输给显示装置，再由显示装置进行处理、转换，最后经由显示器件转换为人类视觉可识别的信息。所以，也将这种现代显示技术称为“信息显示技术”。0.2　液晶显示器件0.2.1　液晶的发现

液晶的发现可追溯到19世纪末。1888年奥地利的植物学家F．Reinitzer首先观察到液晶。

F．Reinitzer在做加热胆甾醇苯甲酸酯试验时发现，当加热使温度升高到一定程度后，结晶的固体开始溶解。但溶化后不是透明的液体，而是一种呈混浊态的黏稠液体。当再进一步升温后，才变成透明的液体。他把这种黏稠而混浊的液体放到偏光显微镜下观察，发现这种液体具有双折射性。双折射是固态晶体所具有的特殊性质，因此这种混浊而黏稠的液体也具有晶体性质。

于是，人们认识了这种在一定温度范围内，既具有晶体所具有的各向异性造成的双折射性，又具有液体所特有的流动性的物质肯定与传统的固态晶体与液体不同。它应该是一种不同于固体（晶体），又不同于液体（各向同性可流动的液态）和气体的特殊物质态。当时的德国物理学家D．Leimann将其称为Fliessende Krystalle（德语，意思为液态晶体）。0.2.2　液晶显示器件的发明

由于历史条件所限，液晶在发现之初并没有引起足够重视，只是把它用在压力和温度的指示器上。

液晶的应用在1961年出现了转折点。当时，美国无线电公司（RCA）普林斯顿研究所的一个从事微波固体元件研究已两年的年轻技术工作者G．H．Heimeier即将完成他的博士学位答辩。他的一个朋友向Heimeier介绍他正在从事的有机半导体研究工作，使Heimeier发生了浓厚的兴趣。就这样，这位电子学专家改变了自己的专业，进入了有机化学领域，他把电子学应用于有机化学，很快就取得了成绩。

有一次，他将染料与向列液晶混合，夹在两片透明导电玻璃基片之间，只施加几伏电压，每平方厘米功率不到几微瓦，液晶盒就由红色变成透明态。Heimeier想到这不就是平板彩色电视吗？兴奋的小组成员夜以继日地工作，相继发现了动态散射、相变等一系列液晶的电光效应，并且研究出一系列数字、字符显示器件，以及液晶钟表、驾驶台显示器等应用产品。RCA公司领导对有关液晶的发明极为重视，将其列为企业的重大秘密。1968年RCA公司向世界公布这项液晶发明。

1969年2月，日本NHK向国内进行了报道，引起日本科技界和工业界的极大重视。日本将当时的大规模集成电路与液晶相结合，以“个人电子化”市场为导向，很快打开了液晶的应用局面。

日本人从液晶手表、液晶计算器等低档产品起步，发展到小尺寸无源矩阵黑白电视、非晶硅有源矩阵彩色电视，直到目前多晶硅有源矩阵高分辨率彩色液晶显示器，不但促进了日本微电子工业的惊人发展，还一直领导着世界液晶工业的发展方向，掌握着液晶工业最前端的技术。0.2.3　液晶显示器件的优异特性和发展前景

相比于其他显示器件，液晶显示器件具有很多独到的优异特性。

1）低压、微功耗

极低的工作电压，只要2～3V即可工作，而工作电流仅几微安，这是其他任何显示器件无法比拟的。在工作电压和功耗上液晶显示正好与大规模集成电路的发展相适应，从而使液晶与大规模集成电路结成了孪生兄弟，使电子手表、计算器、便携仪表，以及手提电脑、GPS电子地图等成为可能。

2）平板型结构

平板型结构便于大批量、自动化生产。目前液晶显示器件的生产大都采用自动化或半自动化的集成化工艺生产。

3）被动型显示

液晶显示器件本身不能发光，它靠调制外界光达到显示目的，因此称其为被动型显示。

在自然界中，人类所感知的视觉信息中，90％以上是靠外部物体的反射光，而并非靠物体本身的发光。所以，被动显示更适合人眼视觉，更不易引起疲劳。这个优点在大信息量、高密度、快速变换、长时间观察显示时尤为重要。

此外，被动显示还不怕光冲刷。所谓光冲刷，是指当环境光较亮时，被显示的信息被冲淡，从而显示不清晰。而被动型显示，是靠反射外部光达到显示目的的，所以外部光越强，反射的光也越强，显示的内容也就越清晰。

因此，液晶显示不仅可以用于室外显示，而且还可以用于在阳光等强烈照明环境下显示。对于黑暗中不能观看的缺点，只要配上背光源，就可以克服。

4）显示信息量大

与CRT相比，液晶显示器件没有荫罩的限制，因此像素点可以做得更精细；与等离子显示相比，液晶显示器件像素点间不需要留有一定的隔离区。因此，液晶显示在同样大小的显示窗面积内，可以容纳更多的像素，显示更多的信息。

5）易于彩色化

液晶本身虽然一般是没有颜色的，但它实现彩色化却很容易，方法也很多。

6）寿命长

液晶材料是有机高分子合成材料，具有极高的纯度，而且其他材料也都是高纯物质。液晶的驱动电压很低，驱动电流更是微乎其微。因此，这种器件几乎没有劣化，寿命很长。

7）无辐射，无污染

液晶显示器件使用时不会产生软X射线及电磁波幅射。这种辐射不仅污染环境，还会产生信息泄露。

图0-1所示为液晶显示技术的发展趋势。图0-1　液晶显示技术的发展趋势0.3　显示器件分类

显示器件从作用上讲是人和机器之间的媒介物，它在人机系统中担负着桥梁作用，是一种人机接口器件；从功能上讲是把各种机器传递过来的电情报信号转换成人们用视觉能够识别的光情报信号，具有把光情报信息模拟在二维空间上的功能，又是一种电—光转换器件。0.3.1　按像素本身发光与否分类

按像素本身发光与否，可将显示器件分为主动显示器件和被动显示器件两大类，如图0-2所示。前者的特点是在外加电信号的作用下器件本身产生光辐射，故也可称为发光型显示器件或光辐射器件；后者是在外加电信号的作用下材料的光学特性发生变化，或是使光透过，或是使光反射、散射、干涉，从而使照射在它上面的光受到调制，人眼看到的是这种带有规定信息的调制光，所以这类器件又叫做光调制器件或受光型显示器件。图0-2　显示器件分类0.3.2　按显示的结构原理分类

根据显示的结构原理可以分为电子束显示器件、平板显示器件、光学投影显示器件和数码显示器件4大类。● 电子束显示器件（即阴极射线管CRT）：采用适当的控制电路控

制真空管内的电子束，使其在荧光屏上扫描并激发荧光粉发光从

而显示图像或文字● 平板显示器件：通常指组成显示器的厚度小于显示屏幕对角线尺

寸1/4以上的显示器件，这类显示器件包括液晶显示（LCD）器

件、等离子体显示（PDP）器件、电致发光（EL）显示器件等● 光学投影显示器件：它采用光学系统将小面积的图像投射到银幕

而实现显示，这种显示方法可以获得很大面积的图像，便于供很

多人同时观看，光学投影显示主要有投影电视、激光显示器件、

光阀显示器件等● 数码显示器件：指台式电脑、袖珍计算器、电子表、数字式仪表

等小型电子设备中显示0～9数字的显示器件。这类器件主要有

发光二极管（LED）显示器件、荧光数码显示器件（VFD）、辉

光放电显示器件、灯丝显示器件、电泳显示器件（EPID）、电致

变色显示器件（ECD）等0.4　本书主要内容

本书四个模块共8章重点介绍了以下8个方面的内容。（1）液晶的种类、液晶的物理特性、液晶的光学特性。（2）液晶显示器件的分类、液晶显示器件的基本结构、液晶显示器件的主要性能参量、常见的液晶显示器件。（3）液晶显示器件主要材料、主要工艺（含彩色滤色膜的制造工艺）。（4）液晶显示器件装配方法、液晶显示器件的采光系统、液晶显示器件的加温装置的制作和液晶显示器件的使用注意事项。（5）液晶显示器件写入机理、驱动方式、静态驱动器、动态驱动器、动态驱动系统及辅助电路、液晶显示控制器。（6）液晶显示器件的应用（重点介绍1602字符点阵型液晶显示模块的设计、装配与应用和液晶显示器件故障的简易查询及排除方法）。（7）低温多晶硅（LTPS）、量子点、锐比技术、视网膜屏幕、液晶拼接、3D显示器、触摸屏。（8）PDP技术、OLED技术、 FED技术、电子纸技术，以及显示器件的选购和评价。第1部分基础模块第1章　液晶基础知识

引言　液晶显示（Liquid Crystat Display，LCD）器件是众多平面显示器件中发展最成熟、应用面最广、已经产业化且仍在迅猛发展着的一种显示器件。这是由液晶自身的一系列无可比拟的特点和相关配套技术的发展所决定的。

本章从液晶的种类、液晶的物理特性、液晶的光学特性3个方面，介绍液晶的基础知识，为后续内容打下基础。1.1　液晶的种类

液晶存在的领域相当广泛。目前已被发现的或经人工合成的液晶已不下几千种。归纳分类，液晶可分为热致液晶和溶致液晶两大类。由于溶致液晶在显示技术上不易应用，因此本书只对热致液晶进行详细介绍。

所谓热致液晶，就是因为“热”，使其在一定温度范围内呈液晶态的物质。图1-1所示为热致液晶在不同温度区段的物质形态。图1-1　热致液晶在不同温度区段的物质形态

液晶显示器件使用的液晶材料都是热致液晶，所以液晶显示器件必须存储和工作在一定的温度范围之内。一旦超出这个温度范围，器件中的液晶材料便会失去液晶态，轻则使器件暂时不能工作，重则使器件损坏。

按热致液晶因分子排列有序状态的不同，可分为向列相液晶（Nematic，又称丝状液晶）；近晶相液晶（Smectic，又称层状液晶）和胆甾相液晶（Cholestevic，又称螺旋状液晶）。

1）向列相液晶

图1-2所示是向列相液晶分子有序状态示意图。图1-2　向列相液晶分子有序状态示意图

向列相液晶是显示器件中应用最多的一种液晶。向列相液晶的分子均呈棒状，这也是绝大部分液晶分子的结构形式。

从宏观整体上观察向列相液晶，其分子重心混乱无序，可以在三维范围内移动，因而可以像液体一样流动。但所有液晶分子的长轴大体指向一个方向。这使向列相液晶具有典型的单轴晶体的光学特性，在电学上具有明显的介电各向异性。

如果利用外加电场对具有介电各向异性的向列相分子进行控制，改变液晶分子的有序状态，自然就会改变液晶的光学性能，从而实现了液晶对外界光的调制，达到显示的目的。

2）近晶相液晶

图1-3所示是近晶相液晶分子有序状态示意图。图1-3　近晶相液晶分子有序状态示意图

近晶相液晶的分子也是棒状的，因此，当温度再升高时，一般都可以转变为向列相。

从图1-3中可以看出，近晶相液晶分子排列成层，每层分子长轴方向一致。这种液晶相黏度较向列相液晶黏度大。在光学上具有正性双折射性。近晶相液晶层内或层间分子排布的不同会形成一些亚相，按照发现时间的先后，一般用A、B、C、D等表示，目前已排至Q相。

图1-4所示是比较常见的SA、SB、SC几种近晶相液晶的分子排列示意图。图1-4　近晶SA、SB、SC相的分子排列示意图

3）胆甾相液晶

图1-5所示是胆甾相液晶分子有序状态示意图。图1-5　胆甾相液晶分子有序状态示意图

从图中可看出，胆甾相液晶有以下3个特点。（1）一个平面内分子排列是大体一致的。（2）在垂直平面方向上，每层分子都会旋转一个角度。旋转方向可以是左旋，也可以是右旋，当旋转360°时，我们称这段距离为一个螺距。（3）螺距会随外界温度、电场等条件的不同而改变。在适当温度下，螺距会接近某一光谱波长，因而会引起布拉格散射光，呈现某一种色彩。

近年来，人们发现，胆甾液晶的独特光学性质，如旋光性、选择光散射性、圆偏光二色性等在显示技术上具有特殊意义。1.2　液晶的物理特性

本节介绍液晶的有序参量，重点介绍液晶的各向异性和液晶的连续体理论。

1.2.1　有序参量

液晶，特别是应用最多的向列相液晶，其分子的质心在整个体系里是无序的，如同普通液体，然而向列相液晶又不同于一般液体，向列相液晶处于各向异性的状态。分子排列越整齐，越没缺陷，该物体的整体各向异性就越明显。但是，不论用什么方法，在什么条件下，液晶分子的排列都不可能百分之百地一致。我们称这种分子排布的有序程度为“有序参量”，用“S”表示。定义为

式中，θ为分子长轴与指向矢的夹角。

有序参量与液晶材料、温度有关，当温度上升时，有序参量下降，从而会导致液晶显示器件显示质量的下降。

对于各向同性液体，S＝0；理想晶体在T＝0K时，S＝1，而液晶的S在0.3～0.8。

向列相液晶的有序参量S与温度的关系可近似表达为

式中，TL是向列相液晶的清亮点温度（℃）；K是比例系数；T是向列相液晶的当前温度（℃）。S值一般不受强电场或强磁场的影响，它的大小直接影响整体液晶的折射率、介电常数、磁化率等各向异性的大小，从而影响液晶显示器件的性能。

1.2.2　液晶的各向异性

液晶的分子一般都是刚性的棒状分子，如图1-6所示。图1-6　液晶的异向性示意图

由于分子头尾、侧面所接的分子集团不同，使液晶分子在长轴和短轴两个方向上具有不同的性质，成为极性分子。由于分子力学作用，使液晶分子集合在一起时，分子长轴总是互相平行的，或者有一个择优方向。在向列相液晶中，液晶分子长轴的平均趋向的单位矢量称为该液晶的指向矢（）方向。

沿分子长轴有序方向和短轴有序方向上的宏观物理性质是不同的。一般称沿分子长轴平均方向为平行（∥）方向，称沿分子短轴平均方向为垂直（⊥）方向。沿分子长轴平行的方向的物理量称为平行方向物理量，如平行折射率（n//）、平行磁化率（X//）、平行电导率（ρ//）、平行介电常数（ε//）、平行黏滞系数（η//）等；沿分子长轴垂直的方向的物理量称为垂直方向物理量，如垂直折射率（n⊥）、垂直磁化率（X⊥）、垂直电导率（ρ⊥）、垂直介电常数（ε⊥）、垂直黏滞系数（η⊥）等。

各物理量的各向异性的大小和方向用它们的代数和来表示。例如，介电常数各向异性Δε可以使用下式来表示：

Δε＝ε//-ε⊥

若Δε＞0，称为正介电各向异性；若Δε＜0，则称为负介电各向异性。

1．介电异向性

介电常数反映了在电场作用下介质极化的程度。液晶分子长轴方向的介电常数ε//和短轴方向的介电常数ε⊥是不一样的。介电异向性Δε＝ε//-ε⊥是液晶显示器件电光效应原理的基础。

液晶的Δε有时为正，有时为负，这主要是由液晶分子的极化率α和永久偶极矩μ与分子长轴方向的夹角β所决定的。当Δε为正时，称液晶为P型液晶；当Δε为负时，称液晶为N型液晶。

P型液晶在电场中液晶分子长轴与电场方向平行排列；而N型液晶在电场中则分子长轴与电场方向正交排列，如图1-7所示。图1-7　P型液晶与N型液晶在电场作用下分子的行为

但在高频电场中，由于永久偶极矩的变化跟不上电场的变化，ε//可能会小于ε⊥，此时Δε将变为负，这一特性正是双频驱动法的基础。

2．光学折射率各向异性

Δn＝n//-n⊥，n//表示平行于分子长轴方向的折射率，n⊥表示垂直于分子长轴方向的折射率。Δn为正值表示该晶体为单轴正晶体，Δn为负值表示该晶体为单轴负晶体。Δn与偏振、旋光、折射、干涉所引起的电光效应有直接关系。

1.2.3　液晶的连续体理论

在分析液晶的物理性质时，往往会忽略组成液晶单个分子的行为，而把排列起来的液晶看成一个连续的介质。液晶分子的集合体中，分子的排列受到3个作用力，即分子间作用力、界面条件的作用力和外场条件的作用力。

在没有外场的条件下，液晶分子的指向矢是由自身性质所决定的。而在外场作用下指向矢将发生变化，去除外场后指向矢又恢复到原来的状态。在这一过程中可以把液晶看成一个弹性连续体，并在外力作用下产生了弹性形变。

在液晶体内发生的弹性形变有3种基本形式，即展曲、扭曲和弯曲，如图1-8所示。图1-8　液晶中的3种弹性形变

作为连续体的液晶弹性变形也将因为畸变的形态不同而具有不同的弹性常数，包括展曲弹性常数k11、扭曲弹性常数k22及弯曲弹性常数k33，总称为弹性常数kii。

在液晶显示技术中，液晶分子的排布和各种畸变是液晶显示器件的核心技术，因此k11、k22、k33与液晶显示器件有着密切的关系。

1.2.4　使液晶分子排列发生变化的临界电场

施加电场使液晶分子排列发生变化的临界电场EC可以表示为

式中，d为液晶盒厚；kii为弹性常数，有以下3种情况。（1）当液晶分子初始排列为沿玻璃表面平行排列时，kii＝k11；（2）当液晶分子初始排列为沿玻璃表面垂直排列时，kii＝k33；（3）当液晶分子初始排列为扭曲行排列时，kii＝k11+（k33-2×k22）/4。

此时的外加电压称为阈值电压Vth，即

Vth＝EC×d

因此可得：

从公式中可以看出，Vth与液晶盒厚无关，仅与弹性常数kii和介电各向异性Δε有关。1.3　液晶的光学特性

本节简单介绍光的偏振和晶体光学，重点阐述液晶的双折射特性和光学性质。

1.3.1　光的偏振

1．光是一种电磁波

光是一种电磁波，在真空中传播的速度为

式中，ε0、μ0分别是真空中的介电常数和磁导率；C≈3×108m/s。

当光在介质中传播时，引入相对介电常数εr＝ε/ε0和相对磁导率μr＝μ/μ0。此时电磁波的传播速度为

电磁波在真空中的速度C与介质中速度υ的比值n称为介质对电磁波的折射率，即

上式给出了介质光学折射与介质的介电常数和磁导率的关系。显然，介质的折射率越大，光在介质中传播的速度越慢。

对于液晶光源而言，可以将光看成一种平面波。平面波有如下4个特点。（1）在任一垂直于传播方向的平面上，场强相等。（2）平面电磁波是横波，电矢量与磁矢量的方向均垂直于波的传播方向，并且、、三者互成右手螺旋系统。（3）和同相位，，即它们在空间某一点对时间的依赖关系相同，如图1-9所示。图1-9　平面简谐电磁波（4）考虑光与物质相互作用时，实验和理论表明，起作用的是电矢量，而不是磁矢量，所以只需考虑电场的作用，常用电矢量代表光矢量，即光振动的方向。

2．自然光和偏振光

根据有无偏振性，光一般可以分为偏振光、自然光和部分偏振光。光矢量方向和大小有规则变化的光为偏振光。（1）在传播过程中，光矢量的方向不变，其大小随相位变化的光是线偏振光，这时在垂直于传播方向的平面上，光矢量的端点轨迹是一条直线。（2）在传播过程中，光矢量的大小不变，方向规则变化，光矢量端点的轨迹是一个圆，则是圆偏振光。（3）在传播过程中，光矢量端点沿椭圆轨迹转动，则为椭圆偏振光。（4）任意一种偏振光都可以用两个振动方向互相垂直、相位有关联的线偏振光来表示。（5）从普通光源发出的光不是偏振光，而是自然光。自然光可以看成一切可能方位上振动的光波的总和。（6）自然光可以用两个光矢量互相垂直、大小相等、相位无关联的线偏振光来表示，但不能将这两个相位无关联的光矢量合成为一个稳定的偏振光。图1-10　自然光和部分偏振光

自然光在传播过程中，由于外界的影响，造成各个振动方向上强度不等，使某一方向的振动比其他方向占优势，这种光叫部分偏振光，如图1-10所示。

在图1-10（b）中，光矢量沿垂直方向的振动占优势，其强度用Imax表示。与其垂直方向的振动处劣势，其强度记为Imin。当部分偏振光只是线偏振光和自然光的混合时，其中完全偏振光的强度为

IP＝Imax-Imin

它在部分偏振光总强度（Imax+Imin）中所占的比率P，叫偏振度，即

显然，自然光的P＝0，完全偏振光的P＝1，其他情况下P＜1。偏振度P越大，光束的偏振化程度越高。

3．起偏和检偏

在光学中，某些物质能有选择地吸收某一个方向的光振动，而只允许某个特定方向的光振动通过。物质的这种性质称为二向色性，允许特定光振动通过的方向称为偏振化方向。

二向色性的有机晶体，如硫酸碘奎宁、电气石或聚乙烯醇薄膜在碘溶液中浸泡后，在高温下拉伸、烘干，然后粘在两个玻璃片之间就形成了偏振片（也叫偏光板）。偏振片有一个特定的方向，只让平行于该方向的光振动通过。

自然光通过偏振片，就能去掉自然光中某一方向的光振动而形成偏振光。将自然光转变成偏振光的过程叫做起偏，起到起偏作用的偏振片称为起偏器。

起偏原理如图1-11所示。

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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