本书第1章至第7章介绍液晶材料基础以及液晶器件研究和设计的必备技术，包括：液晶物理基础，光在各向异性光学介质中的传播，光学建模方法，液晶的电场效应，弗里德里克斯转变，液晶材料和液晶指向矢排布建模。第8章至第11章介绍液晶显示器件的原理、设计、操作和性能，包括：透射式液晶显示器，反射式和透反式液晶显示器，液晶显示模组、驱动和双稳态显示，液晶/聚合物复合材料。第12章介绍可调谐液晶光子器件。原书第二版对第一版中出现的一些问题进行改进，并主要对液晶器件的新材料、3D液晶显示器件和颇具前景的蓝相液晶显示器件做了补充，蓝相技术有望减少液晶器件的响应时间和简化液晶器件结构。
样章试读
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译者序
丛书主编序言
第二版序言
第一版序言
第1章 液晶物理1
1.1引言1
1.2热力学与统计物理学4
1.2.1热力学定律4
1.2.2玻尔兹曼分布5
1.2.3热力学量6
1.2.4热力学平衡判据8
1.3取向有序性9
1.3.1取向有序参数9
1.3.2向列相取向有序性的朗道-德让纳理论12
1.3.3梅尔-绍珀（Maier-Saupe）理论16
1.4液晶的弹性18
1.4.1向列相液晶的弹性18
1.4.2胆甾相液晶的弹性21
1.4.3近晶相液晶的弹性23
1.5电磁场作用下的液晶响应特性24
1.5.1磁化系数24
1.5.2介电常数和折射率26
1.6向列相液晶表面的锚定作用33
1.6.1锚定能34
1.6.2取向层35
1.7液晶指向矢的弹性形变36
1.7.1弹性形变和位错36
1.7.2位错中液晶指向矢的变化38
问题与练习42
参考文献44
第2章 光在各向异性光学介质中的传播46
2.1电磁波46
2.2偏振48
2.2.1单色平面波及其偏振态48
2.2.2线偏振态49
2.2.3圆偏振态49
2.2.4椭圆偏振态49
2.3光在各向异性均匀光学介质中的传播53
2.3.1本征模53
2.3.2本征模的正交性57
2.3.3能量通量59
2.3.4一些特例59
2.3.5偏振器61
2.4光在胆甾相液晶中的传播64
2.4.1本征模64
2.4.2胆甾相液晶的反射72
2.4.3胆甾相液晶的受激辐射74
问题与练习75
参考文献76
第3章 光学建模方法78
3.1琼斯矩阵法78
3.1.1琼斯矢量78
3.1.2琼斯矩阵79
3.1.3非均匀双折射薄膜的琼斯矩阵81
3.1.4扭曲向列相液晶的光学特性82
3.2米勒矩阵法88
3.2.1部分偏振光和非偏振光88
3.2.2斯托克斯参数的测量89
3.2.3米勒矩阵91
3.2.4庞加莱球93
3.2.5庞加莱球中偏振态的演化95
3.2.6扭曲向列相液晶的米勒矩阵98
3.2.7非均匀双折射薄膜的米勒矩阵101
3.3Berreman 4×4法101
3.3.1各向同性介质105
3.3.2胆甾相液晶107
问题与练习110
参考文献111
第4章 液晶的电场效应113
4.1电介质的相互作用113
4.1.1介电相互作用下的重新取向113
4.1.2场致取向有序性114
4.2挠曲电效应117
4.2.1向列相液晶的挠曲电效应117
4.2.2胆甾相液晶中的挠曲电效应121
4.3铁电液晶123
4.3.1对称和偏振123
4.3.2倾斜角度和极化124
4.3.3表面稳定铁电相液晶125
4.3.4手性近晶相液晶的电倾斜效应128
问题与练习129
参考文献130
第5章 弗里德里克斯转变132
5.1变分法132
5.1.1一维和单变量情形132
5.1.2一维和多变量情形135
5.1.3三维情形135
5.2弗里德里克斯转变：静态135
5.2.1展曲几何136
5.2.2弯曲几何形变140
5.2.3扭曲几何141
5.2.4扭曲向列相液晶盒142
5.2.5弱锚定作用下的展曲几何145
5.2.6具有预倾角的展曲几何146
5.3锚定强度的测量147
5.3.1极角锚定强度147
5.3.2方位角锚定强度149
5.4预倾角的测量151
5.5弗里德里克斯转变：动态155
5.5.1扭曲几何中的弗里德里克斯转变动力学155
5.5.2流体动力学156
5.5.3回流161
问题与练习165
参考文献166
第6章 液晶材料168
6.1引言168
6.2折射率168
6.2.1扩展柯西（Cauchy）方程169
6.2.2三带模型170
6.2.3温度效应173
6.2.4温度梯度175
6.2.5分子极化率176
6.3介电常数177
6.3.1用于AMLCD的正Δε液晶178
6.3.2负Δε液晶材料179
6.3.3双频液晶179
6.4旋转黏度180
6.5弹性常数181
6.6品质因数181
6.7液晶和聚合物的折射率匹配182
6.7.1聚合物的折射率183
6.7.2匹配折射率184
问题与练习186
参考文献187
第7章 液晶指向矢排布建模190
7.1液晶的电能190
7.1.1电荷恒定191
7.1.2电压恒定192
7.1.3电场恒定194
7.2电场建模194
7.3液晶指向矢排布的模拟196
7.3.1角度表示196
7.3.2矢量表示200
7.3.3张量表示203
问题与练习206
参考文献207
第8章 透射式液晶显示器209
8.1引言209
8.2扭曲向列相液晶盒209
8.2.1透光率与电压的关系210
8.2.2薄膜补偿TN液晶盒212
8.2.3可视角度214
8.3面内切换模式214
8.3.1透光率与电压的关系215
8.3.2响应时间217
8.3.3可视角度218
8.3.4补偿膜的分类219
8.3.5倾斜角度下单轴介质的相位延迟220
8.3.6庞加莱球表示法221
8.3.7倾斜角度观看时正交偏振器的漏光222
8.3.8采用正a膜和正c膜的IPS228
8.3.9采用正a膜和负a膜的IPS232
8.3.10色彩偏差235
8.4垂直取向（VA）模式235
8.4.1透光率与电压的关系235
8.4.2光学响应时间236
8.4.3过驱动电压和下冲电压方法237
8.5多畴垂直取向（MVA）液晶盒238
8.5.1采用一片正a膜和一片负c膜的MVA241
8.5.2采用正a膜、负a膜和负c膜的MVA245
8.6光学补偿弯曲液晶盒249
8.6.1透光率随电压的变化关系250
8.6.2用于OCB的光学补偿膜251
问题与练习252
参考文献254
第9章 反射式和透反式液晶显示器258
9.1引言258
9.2反射式LCD259
9.2.1膜补偿均匀取向液晶盒260
9.2.2混合模式扭曲向列相（MTN）盒261
9.3透反器263
9.3.1金属开孔透反器264
9.3.2半透明金属透反器265
9.3.3多层介电膜透反器265
9.3.4正交偏振透反器265
9.4透反式LCD的分类266
9.4.1吸收型透反式LCD266
9.4.2散射型透反式LCD269
9.4.3散射和吸收型透反式LCD271
9.4.4反射型透反式LCD273
9.4.5相位延迟型275
9.5双盒透反式LCD284
9.6单盒透反式LCD286
9.7透反式LCD的性能287
9.7.1色彩平衡287
9.7.2图像亮度288
9.7.3可视角度288
问题与练习288
参考文献289
第10章 液晶显示器件、驱动原理和双稳态显示293
10.1笔段式显示293
10.2无源矩阵显示和驱动原理293
10.3有源矩阵显示297
10.3.1TFT结构300
10.3.2TFT工作原理300
10.4双稳态铁电液晶显示及驱动原理302
10.5双稳态向列相液晶显示器304
10.5.1引言304
10.5.2扭曲-非扭曲双稳态扭曲向列相液晶显示器304
10.5.3表面稳定向列相液晶显示器310
10.6双稳态胆甾相反射式显示器313
10.6.1引言313
10.6.2双稳态胆甾相反射式显示器的光学特性315
10.6.3包覆型胆甾相液晶显示器318
10.6.4胆甾相状态的转变319
10.6.5双稳态胆甾相液晶显示的驱动方案326
问题与练习329
参考文献330
第11章 液晶/聚合物复合材料334
11.1引言334
11.2相分离335
11.2.1二元混合物335
11.2.2相图和热致相分离340
11.2.3聚合物诱导相分离341
11.2.4溶致相分离344
11.2.5包覆346
11.3LCPC的散射特性347
11.4聚合物分散液晶352
11.4.1PDLC中的液晶液滴构型352
11.4.2开关型PDLC354
11.4.3散射型PDLC器件357
11.4.4二色性染料掺杂的PDLC361
11.4.5全息PDLC362
11.5聚合物稳定液晶364
11.5.1PSLC的制备364
11.5.2散射型PSLC的工作模式365
11.6基于散射的LCPC显示器368
11.6.1反射式显示器369
11.6.2投影式显示器370
11.6.3透射式直视型显示器371
11.7聚合物稳定液晶显示器372
问题与练习375
参考文献377
第12章 可调谐液晶光子器件381
12.1引言381
12.2激光束转向器381
12.2.1光学相控阵382
12.2.2基于棱镜的光束转向385
12.3可变光衰减器386
12.4可变焦透镜391
12.4.1可变焦球面透镜391
12.4.2可变焦柱面透镜394
12.4.3正负可变换微透镜397
12.4.4正负同体的液晶微透镜401
12.5不依赖偏振的液晶器件403
12.5.1双层均质液晶盒404
12.5.2双层液晶凝胶406
问题与练习408
参考文献409
第13章 蓝相手性液晶413
13.1引言413
13.2蓝相的相图414
13.3蓝相的反射415
13.3.1晶体结构基础和X射线衍射415
13.3.2蓝相的布拉格反射416
13.4蓝相的结构418
13.4.1缺陷理论419
13.4.2朗道理论426
13.5蓝相的光学特性436
13.5.1反射436
13.5.2透射438
问题与练习440
参考文献440
第14章 聚合物稳定蓝相液晶442
14.1引言442
14.2聚合物稳定蓝相液晶445
14.2.1向列相液晶主体446
14.2.2手性掺杂剂447
14.2.3单体447
14.3克尔效应448
14.3.1扩展克尔效应450
14.3.2波长效应453
14.3.3频率效应454
14.3.4温度效应456
14.4器件结构460
14.4.1平面内切换蓝相液晶器件461
14.4.2凸型电极464
14.4.3凹刻电极466
14.4.4单一伽马曲线467
14.5垂直电场开关468
14.5.1器件结构468
14.5.2实验和模拟469
14.6相位调制471
参考文献471
第15章 液晶显示组件475
15.1引言475
15.2光源475
15.3导光板478
15.4扩散板478
15.5准直膜479
15.6偏振片481
15.6.1二色吸收偏振片481
15.6.2二色反射偏振片483
15.7补偿膜491
15.7.1形状双折射补偿膜491
15.7.2盘状液晶补偿膜492
15.7.3刚性聚合物链补偿膜492
15.7.4拉伸聚合物补偿膜493
15.8彩色滤光片495
参考文献496
第16章 三维显示500
16.1引言500
16.2深度暗示500
16.2.1双目视差500
16.2.2双眼集合501
16.2.3移动视差501
16.2.4焦点调节501
16.3助视立体显示502
16.3.1头戴式显示器502
16.3.2立体电影503
16.3.3使用快门眼镜的时序立体显示504
16.3.4使用偏光眼镜的立体显示504
16.4自由立体显示器507
16.4.1基于视差光栅的自由立体显示器507
16.4.2基于柱透镜阵列的自由立体显示511
16.4.3指向性背光514
16.5集成成像514
16.6全息显示515
16.7体显示517
16.7.1扫描体显示518
16.7.2多平面体显示519
16.7.3点立体显示519
参考文献521
附录缩略语525
索引527
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