液晶顯示基本知識

液晶顯示器設計緒論

以液晶為代表的平板顯示器和半導體集成電路是信息產(chǎn)業(yè)的兩塊基石，而液晶涉及的范圍更廣，帶動的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)更多，發(fā)展?jié)摿Ω?，具有無限商機。高效率的制作質(zhì)量優(yōu)良，式樣新穎，價格便宜，廣受市場歡迎的平板顯示器產(chǎn)品，是企業(yè)核心競爭力的集中體現(xiàn)。液晶顯示器產(chǎn)業(yè)是一個包羅萬象的龐大系統(tǒng)，既需要實力雄厚的跨國公司，更要求有大量的中小型企業(yè)作為后盾。沒有堅實的基礎(chǔ)，沒有長期的研究，開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗的積累要想在高手如林的平板顯示器行業(yè)中占有一席之地是很不容易的。作為一個參與者，要想在產(chǎn)業(yè)化大潮中跟上步伐，參與競爭，并有所作為，絕非易事，首先需要對液晶顯示器的原理，設計，制程，性能改進與提高有比較透徹的了解。其中最核心的是“TFT-LCD產(chǎn)品的制作”，掌握了這方面的知識和本領(lǐng)，可以“以不變應萬變”。課程體系與主要內(nèi)容液晶顯示器按照驅(qū)動方式可分為：1、無源矩陣液晶顯示器（單純矩陣或DSTN（dual-scantwistednematic）雙掃描交錯液晶顯示）

在兩塊玻璃基板內(nèi)表面的透明電極上施加電壓，使兩電極的交叉部位（像素）著色而進行顯示，依電極結(jié)構(gòu)可分為字段型和點矩陣型。字段型多用于顯示數(shù)字，文字等固定的圖形，點矩陣可通過組合而任意顯示。這兩種既可以采用靜態(tài)驅(qū)動，也可以采用動態(tài)（多路）驅(qū)動方式。2、有源矩陣液晶顯示器在封入液晶材料的其中一個玻璃基板上陣列布置薄膜三極管或二極管等元件，由其控制每一個像素，構(gòu)成有源矩陣，適用于多像素動態(tài)驅(qū)動。從這兩個方面本課程的內(nèi)容體系就分為兩條線：一條主線和一條副線1、副線：無源液晶顯示屏的設計（以由字段和點陣構(gòu)成的屏為例），內(nèi)容包括：液晶顯示器基本知識；外觀設計；顯示內(nèi)容設計；邏輯走線設計；掩模版設計（副線）2、主線：有源矩陣液晶顯示屏設計（以TFT為例），內(nèi)容包括：液晶顯示基本知識；TFT操作原理；參數(shù)設計與圖形繪制；CF的制程與設計3、設計對象：兩塊玻璃之間（cell盒）預期結(jié)果

通過本課程的學習，要求大家不僅要熟悉液晶顯示器件的原理，工藝流程，基本概念，更要掌握設計的基本思路與考量，基于相關(guān)軟件，能夠獨立完成ARRAY基板，CF基板，CELL盒的設計。參考書籍1、田民波，葉鋒《TFT液晶顯示原理與技術(shù)》科學出版社2、田民波，葉鋒《TFT-LCD面板設計與構(gòu)裝技術(shù)》科學出版社3、戴亞翔，《TFT-LCD》面板的驅(qū)動與設計》清華大學出版社4、電子行業(yè)職業(yè)技能鑒定指導中心組編《液晶顯示器件制造技術(shù)》人民郵電出版社第一章液晶顯示基本知識1、液晶顯示器件的基本結(jié)構(gòu)與主要部件2、LCD制造工藝3、液晶光閥及其控制4、液晶電容5、TFT-LCD操作原理及架構(gòu)6、名詞解釋第一節(jié)液晶顯示器件的基本結(jié)構(gòu)與主要部件液晶顯示器是一個由上下兩片玻璃制成的液晶盒，盒內(nèi)充有液晶，四周用密封材料－框膠（一般為環(huán)氧樹脂）密封，盒的兩個外側(cè)貼有偏光片。上下玻璃片內(nèi)側(cè)，鍍有由透明的氧化銦－氧化錫（簡稱ITO）導電薄膜形成的電極圖形，上下電極交疊處（像素）可以產(chǎn)生電場，控制液晶分子的狀態(tài)，形成顯示。對于無源矩陣顯示，上下電極是具有一定圖形的，而對于有源矩陣顯示，下電極是由和TFT的一個端子相連的近似長方形的ITO電極形成陣列組成，而上電極一般是對應整個顯示區(qū)域的連續(xù)ITO作為公共電極。因此，對于無源矩陣，ITO薄膜不僅要以本身在上下基板的形狀來控制顯示圖形，而且，它還要作為與外部連接的導線，來傳送信號。而對于有源矩陣，下基板的ITO只存在于像素區(qū)域，和外部信號的連接依靠TFT，而在上板，在CF的表面覆蓋一層ITO，信號是通過接觸孔和下板接通從而獲得信號的。總之，無論哪種顯示器件，其上下基板的ITO交疊區(qū)域構(gòu)成一個一個像素。1、基本結(jié)構(gòu)無源矩陣基本結(jié)構(gòu)無源矩陣上下基板ITO圖形Polarizerfilm上偏光板TFT元件Sealant框膠AnisotropicConductorFilm異向性導電膠TapeAutomaticBondingACFTimingControlIC(ASIC)PrintedCircuitBoard印刷電路板DriverIC驅(qū)動ICLightdiffuser擴散片Spacer間隔劑Waveguideplate分光片PrismsheetReflector反光板Edgelight燈管罩Polarizer下偏光板Displayelectrode畫素電極Capacitor儲存電容Liquidcrystal液晶Alignmentfilm配向模Commonelectrode共通電極ColorFilter濾光器BlackMatrix遮光區(qū)Glasssubstrate玻璃基板有源矩陣基本結(jié)構(gòu)CscCscCscTFTSubstrateColorFilterSubstrateRowDriversColumnDriver有源矩陣上下基板電極圖形2、主要部件與材料（參考教材第八章P201－270）

液晶顯示器由于類型，用途不同，其結(jié)構(gòu)不可能完全相同，但是其基本結(jié)構(gòu)卻大同小異。構(gòu)成一個LCD器件的主要部件和材料有：

ITO玻璃基板液晶材料取向膜材料光學薄膜彩色濾光片背光源（1）玻璃基板（參考教材P201-P217）在液晶顯示器中，因為要在玻璃基板上形成布線，TFT陣列，彩色濾光片等，因此玻璃基板是組成LCD面板最重要的材料之一。TN和STN以及簡單矩陣用的玻璃基板一般使用含堿成分的堿石灰玻璃和低堿硼硅酸玻璃，而TFT的玻璃基板一般用玻璃組分中不含堿的無堿硼硅酸玻璃，這是因為堿組分會影響TFT的特性。玻璃基板的制造工藝大致分為兩個方面：一是制造玻璃原板的熔化，成形工藝，二是加工為玻璃基板尺寸的工藝。形成玻璃的方法有熔化下拉法，槽下拉法，浮法等。成形玻璃按照用途進行切割，邊緣處理清洗檢查再進行包裝。玻璃基板的特性主要有：需要具有耐熱性耐化學腐蝕性，具有一定的密度和機械特性，這是由玻璃組成來決定的；熱縮性，內(nèi)部，表面缺陷以及平整度，板厚及其均勻性取決于玻璃基板的熔化成形退火等制造過程。其尺寸精度，邊緣精加工精度，表面缺陷，光潔度，潔凈度取決于玻璃基板的切割，邊緣精加工，研磨，洗凈等二次加工的質(zhì)量。（2）液晶材料(P264-270)液晶相化合物具有棒狀分子或板狀分子形狀，根據(jù)分子排列狀態(tài)分為向列相，近晶相和膽甾相。液晶材料依顯示方式不同而使用不同的材料。1、TN用液晶材料：TN用液晶材料需要介電常數(shù)各向異性為正的液晶化合物（Np）其主要成分是在分子結(jié)構(gòu)末端有氰基（CN）的化合物，如席夫堿類，酯類，聯(lián)苯類，苯基環(huán)己烷類，吡啶類，二噁烷類和乙烷類。2、簡單矩陣用液晶材料：簡單矩陣為實現(xiàn)高清晰度必須大大改進陡峭特性，因此STN用液晶物理性質(zhì)與TN用是不一樣的，STN用需要K33/K11值大的材料。如酯類，PCH以及鏈烯基類。3、TFT用液晶材料：TFT用液晶材料基本上都是含氟化合物的組成物，因為這類材料電壓保持率高。（3）取向膜材料將液晶物質(zhì)填充于兩個電極間，為得到一樣的排列而用取向膜。已經(jīng)提出來的取向方法有斜蒸鍍法，高分子拉伸法，摩擦法等。最常用的取向劑有聚乙烯醇（PVA），聚酰亞胺（PI），因為PI熱穩(wěn)定性好，摩擦處理所產(chǎn)生的功能在此后的工序中仍能保留，且其耐熱性良好。從而成為主流材料。TN方式的液晶元件要求有1-2度的預傾角，只用PI就可以了。而STN需要有大于5度的預傾角，所以要在聚酰亞胺中用長鏈烴基或氟原子，根據(jù)其引入的量來控制預傾角。對于TFT最重要的是電壓保持率要高，而且要克服由于電極電場引起的顯示不均勻的問題，所以要求其預傾角要大，一般通過對聚酰亞胺引入最佳的長鏈烴基來解決。（4）光學薄膜(參考教材P217-229)這里主要介紹一下偏振片。一般情況下，偏振片是將碘或有機染料等二色性染料染色或吸附于母材薄膜（如PVA），并將其高度拉伸，取向以產(chǎn)生吸收二色性的作用。液晶用偏振片要求其偏振度高。透射率大。保護膜TAC膜PVA膜TAC膜感壓膠離型膜（5）彩色濾光片(P144-162)以TFT中使用的彩色濾光片為代表來介紹。在TFT中，彩色濾光片基板是作為液晶面板的前面板，與TFT基本相對置而疊合。因此，必須搞好定位，使彩色濾光片的各單元與TFT基板各像素相對應，進行有序排列。彩色濾光片由如下四種構(gòu)件組成：遮光用黑底，一般是濺射法形成的單層金屬鉻膜。因其反射率小且與玻璃結(jié)合力優(yōu)異。彩色顯示用的紅綠藍色層，一般通過染料法，顏料分散法，印刷法，電解沉積法或噴墨法來形成。保護色層透明膜，驅(qū)動液晶用的透明導電膜。（6）背光源(P233-256)背光源大致結(jié)構(gòu)有正下方型和側(cè)燈型。正下方型是在液晶面板正下方設置導光板，在導光板邊緣端設置光源，用導光板射出的散射光照亮液晶面板。正下方型可以設置很多光源，因此可以達到高亮度，但薄形化很難。側(cè)燈型通過把導光板做得很薄，可以實現(xiàn)背光源的薄形化，但是光源設置空間受限制，很難實現(xiàn)高亮度和大型化。組成背光源的構(gòu)件有光源，導光板，反射板，漫射板以及棱鏡板等。1、玻璃基板工程TFT：下基板工程：ARRAY制程（光刻技術(shù)，鍍膜技術(shù)）上基板工程：CF制程（光刻技術(shù)，涂膜技術(shù)）無源器件：信號電極基板和掃描電極基板（光刻技術(shù)）2、液晶盒組裝工程摩擦取向；隔離子散布；涂封框膠；對位壓合；液晶灌注；貼偏光片3、模塊組裝工程驅(qū)動IC的組裝（TAB,COB,COG）；背光源的組裝第二節(jié)液晶顯示器件的制造工藝流程（參考教材第7章）1.1ARRAY制程

在array基板上，主要是由顯示圖像的像素，控制向像素寫入數(shù)據(jù)的薄膜三極管以及存儲數(shù)據(jù)信號的電容器組成。因此array制程就是利用薄膜沉積和光刻技術(shù)在玻璃基板上形成薄膜狀態(tài)的TFT，電容和像素電極。

Source線GDSGate線CstCLCComVgVsCgsTFT的結(jié)構(gòu)及工作原理(P110－111)薄膜絕緣柵場效應晶體管，簡稱薄膜晶體管或TFT（ThinFilmTransistor）,它是用薄膜沉積技術(shù)制作在絕緣襯底上，由一個源極（S），一個漏極(D)，一個柵極(G)，一層半導體和一層絕緣體組成，其中源，漏極必須與半導體具有歐姆接觸。具體結(jié)構(gòu)可以有很多種，但是基本結(jié)構(gòu)只有兩種：即平面型結(jié)構(gòu)和交錯（交疊）型結(jié)構(gòu)，如圖所示，平面結(jié)構(gòu)是S,D,G電極都配置在半導體之上或之下，幾乎在同一平面上，交錯結(jié)構(gòu)中的S,D電極在半導體的一側(cè)，G極在半導體的另一側(cè)，在實際應用中究竟使用哪種結(jié)構(gòu)，根據(jù)具體的應用，材料，工藝和設備條件來選擇。在TFT中，最常用的絕緣材料是SiOx,，SiNx，Al2O3，電極材料是鋁，金，鎳－鉻，鉬－鉭等，半導體材料有CdS，CdSe，a-Si和p-Si等，基片材料有玻璃，石英，藍寶石等。平面型結(jié)構(gòu)交錯型結(jié)構(gòu)

工作原理：TFT的工作原理是以控制源，漏電極間導電溝道的電阻為基礎(chǔ)的，在TFT或任何其它的絕緣柵場效應管（如MOS管）中，電流被調(diào)制的方法都可以用一個平板電容器來說明。如圖所示，在兩個金屬極板之間夾一層絕緣介質(zhì)組成一個平板電容器當電壓加到A和B之間時，電子從上電極被拉出，被迫流入下電極，而下電極的電導與其中存在的電子總數(shù)密切相關(guān)，由于電子的增加，其中的電導就應該增大。然而由于金屬極板中已經(jīng)有太多的電子，所以電導的變化不大，如果將金屬下電極用半導體材料代替，這是由于在半導體極板中的初始電子數(shù)與在兩極板加電壓所注入的電子數(shù)相比是比較少的，因此若在A，B之間加一個很小的控制電壓就可以使半導體膜層中的電導增加幾個數(shù)量級，從而使負載電阻R中的電流增大。這就是TFT的放大特性。圖中的A,B,C分別對應與S,G,D，其中A，B間所加的電壓叫做柵偏壓，而S，D間的導通路叫做導電溝道。DSGDSG電容器的結(jié)構(gòu)薄膜電容器是一種典型的平板電容器，在絕緣介質(zhì)薄膜的兩側(cè)各鍍一層導電金屬或合金薄膜，就構(gòu)成了最簡單的薄膜電容器。像素電極通常由ITO薄膜來充當。這三部分同時形成，經(jīng)過多次鍍膜，5次光刻，最后在玻璃基板上形成幾百萬個這樣的單元。五次所用的掩模版也稱五道光罩，分別為GE，SE，SD，CH，PE版。Array基板工作原理圖G1G2G3GmGm-1S1S2S3Sn-1SnSource線儲存電容Gate線液晶電容TFTcomITOCLC5Mask-GEGatelineCslineArray基板上一個像素單元的形成（1）5Mask-SESemiconductorlayer5Mask–SDDrainSourcelineChannel(W/L)5Mask-CHContacthole5Mask-PEPixellayerCross-sectionofTFT-2AContactHole層(Passivate)GateCs電極半導體層基板Gate絕緣層Source電極Drain電極ITOChannel(W/L)A’Array基板上一個像素單元的形成（2）Mask1：GE(Gate電極形成)AA’1.受入洗淨 芝蒲2.濺鍍Al(2500A) ULVAC3.光阻塗佈/曝光/顯影 TEL/DNS/Nikon4.Al蝕刻(WET) DNS5.光阻去除 島田理化AA’Mask2：SE(島狀半導體形成)AA’1.成膜SiNx

Balzers/AKT2.成膜前洗淨 芝蒲3.成膜SiNx/a-Si/n+Si Balzers/AKT4.光阻塗佈/曝光/顯影 TEL/Nikon5.蝕刻(DRY) TEL/PSC6.光阻去除 島田理化AA’Mask3：SD(Source及Drain電極形成)AA’1.成膜Cr ULVAC2.光阻塗佈/曝光/顯影TEL/DNS/Nikon3.硬烤 田葉井4.蝕刻Cr(WET) DNS5.蝕刻n+Si(DRY) TEL/PSC6.光阻去除 島田理化AA’為何需要步驟五Mask4：CH(ContactHole形成)1.成膜SiNxBalzers2.光阻塗佈/曝光/顯影TEL/DNS/Nikon3.蝕刻(DRY) TEL/PSC4.光阻去除 島田理化A’AAAA’Mask5：PE(畫素電極形成)1.成膜ITO ULVAC2.光阻塗佈/曝光/顯影TEL/DNS/Nikon3.蝕刻(WET) DNS4.光阻去除 島田理化5.退火 田葉井A’AAAA’CsonCommon與CsonGate架構(gòu)液晶畫素TFTGateLineDataLineCsCs液晶畫素TFTCommonCommonGateLineDataLineCsCs

CsonCommonCsonGate薄膜沉積技術(shù)與光刻技術(shù)薄膜沉積工藝（參考教材P119-126）：在這個制程里面，主要的工序就是薄膜沉積與光刻。應用于液晶顯示器制造工藝的沉積（Deposition）方法主要有兩種：一種是離子增強型化學氣相沉積法，另一種是濺射沉積法。離子增強型化學氣相沉積的基本原理是：將玻璃基板至于真空腔室中，并且加熱至一定的溫度，隨后通入混合氣體，同時RF電壓施加于腔室電極上，混合氣體轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子狀態(tài)，于是在基體上形成一種金屬或化合物的固態(tài)薄膜或鍍層。濺射沉積法的基板原理是：在真空室中，利用荷能粒子轟擊靶，使其原子獲得足夠的能量而濺出進入氣相，然后在工件表面淀積出與靶相同材料的薄膜一般地，為不改變靶材的化學性質(zhì)，荷能粒子為氦離子和氬離子。濺射沉積法有直流濺射法、射頻濺射法等多種。光刻工藝(P124-142)光刻工藝（Photolithographyprocess）是將掩膜上的圖形轉(zhuǎn)移至玻璃基板上的過程。由于LCD板上的刻線品質(zhì)取決于光刻工藝，因此它是LCD加工過程中最重要的工藝之一。光刻工藝對環(huán)境中的粉塵顆粒很敏感，因此它必須置于高度潔凈的室內(nèi)完成。工藝順序為：基板洗凈－光刻膠涂布－預烘－曝光－顯影－堅膜－刻蝕－光刻膠剝離。1、ITO玻璃3、曝光2、涂光刻膠4、顯影5、光刻膠剝離5、刻蝕1.2CF制程1.洗凈:InitialClean(IC)2.鍍鉻膜Crsputter(Cr)3.黑色矩陣圖案:BlackMatrix(BM)4.紅色色層:Red(R)5.綠色色層:Green(G)6.藍色色層:Blue(B)7.保護膜:Overcoat(OC)8.鍍導電膜:ITOsputter(ITO)參考附件（CF制程及材料）2、液晶盒組裝工程（P162－177）2.1摩擦取向洗凈，取向膜涂布，預烘，摩擦取向2.2隔離子散布通過熱噴的方法，將襯墊料（隔離子）散布于CF基板上。襯墊料有塑料，玻璃等球形或柱形。主要作用是支撐盒厚。2.3涂封框膠在盒的四周需要涂封接框材料，一般用環(huán)氧樹脂，采用的方法通常有絲網(wǎng)印刷，直接描畫法等2.4對位壓合將兩塊基板對位壓合。此工序關(guān)鍵在于嚴格把握對位精度，控制盒厚。另外，如果留有液晶灌注口，須將上下基板灌注口位置對應。2.5切割、裂片按照設定好的切割線把標盒分割2.6液晶灌注注入方法通常有真空灌注法和滴下式注入法，真空灌注在屏的尺寸太大時會受到影響，且設計時必須留灌注口，而滴下法則無需留灌注口。2.7貼偏光片，檢測與包裝在玻璃兩側(cè)分別貼偏光片，進行目測，電測，合格后即可包裝3、模塊組裝工程（P177－194）在這個過程里面，主要包括驅(qū)動IC的連接，背光源的安裝，老練工程及檢查。驅(qū)動IC的連接方式主要有TAB，COG，COB等。TAB是將IC芯片置于自動載帶（能夠?qū)ǖ膸в休斎?，輸出端子），輸入端和PCB連接，輸出端通過ACF和屏電極相接。COG是將IC芯片直接通過ACF置于屏電極上，屏電極再與PCB通過ACF相接，而COB則將IC芯片置于PCB板上，PCB板再和屏電極相連。背光源安裝則是將背光源貼附在下基板的外側(cè)，為了防止漏光和緊固，通常還會在背面和側(cè)面貼附一些黑色膠帶。1、什么是液晶光閥2、原理3、如何控光第三節(jié)液晶光閥及其控制1.液晶光閥的概念液晶具有雙折射的特性，而且在不同的電場下，會有不同的排列方式，因此，當光通過液晶時，會受其影響而改變或保持其振動方向，如圖所示，當液晶不改變光的振動方向時，光無法通過第二偏光片而被關(guān)閉，而當液晶將光的振動方向改變，光可再分為二個分量，雖有一個分量無法通過第二偏光片，但仍有一個分量可以通過第二個偏光片，而成為打開的狀態(tài)，因此，可藉由施加電場來改變液晶的排列方式，來實現(xiàn)“光閥”的觀念2.原理如圖所示，入射光在xy兩個方向上的電場振幅各為Ax和Ay，經(jīng)過第一偏光片后，僅有Ax繼續(xù)行進，而Ay則被擋住，接著，為了配合液晶分子的排列狀態(tài)，將坐標系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)Φ角，在液晶分子長軸的方向上，因液晶的折射系數(shù)較大而行進速度較緩慢，而在短軸方向上的分量，則因折射系數(shù)較小而行進速度較快，因而會產(chǎn)生相位差其中為液晶分子長短軸的折射率之差，d為液晶層厚度，λ為入射光的波長，然后，再配合第二偏光片的方向?qū)⒆鴺讼到y(tǒng)轉(zhuǎn)回-Φ角，最后再經(jīng)過第二偏光片僅有y方向繼續(xù)行進，而x方向則被擋住，使用矩陣運算，可以得到，那么而光的能量（光強）與振幅平方成正比，，假設Ax＝Ay，就可以得到液晶光閥的穿透度：由穿透度公式，可以得到以下幾點：1.控制液晶分子與偏光片的夾角Φ，即可控制液晶分子的穿透度。當Φ＝0時，得到最暗的狀態(tài)，當Φ＝45時，得到最亮的狀態(tài)2.穿透度與相位差有關(guān)，液晶的雙折射系數(shù)和液晶的厚度要適當?shù)脑O計，就可到最佳的穿透度3.不同顏色的入射光，射入相同的液晶光閥，會得到不同的穿透度。有許多的方法可以改變液晶光閥的穿透度，如偏光片的角度，液晶分子的厚度等，而其中最方便而能有效控制的一種方式，是利用施加電場來改變液晶分子的排列方式，而使得光在液晶層中的相位延遲不同來改變穿透度，進而達成光閥的功能。3.光閥的控制當液晶分子處在電場中時，在分子上的電子云，會受到正電極吸引而向正電極移動，因而產(chǎn)生電偶極，在電場的作用下，會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩：其中為極化率。如圖所示，可將液晶分子的電偶極分成與液晶分子長軸平行的分量以及與液晶分子短軸平行的分量，分別為：這兩個電偶極分量，會產(chǎn)生相反方向的力矩：這兩個力矩方向相反，會互相抗衡，產(chǎn)生凈力矩：當力矩不平衡時，若其凈力矩可以克服液晶本身的彈性，即可使液晶分子朝力矩大的方向轉(zhuǎn)動，一般的液晶材料，液晶分子長軸的介電系數(shù)ε∥會比短軸的ε⊥大，因此，平行長軸方向的電偶極矩P∥比垂直方向P⊥的大，所以，平行分子長軸的力矩L∥比垂直分子長軸的力矩L⊥大，使得長軸向電場方向扭轉(zhuǎn)。因此，對液晶施加不同的電場，會改變其凈力矩與液晶本身彈性的平衡關(guān)系，因而使液晶分子的排列不同，而導致光穿透率改變。在以下兩種情況下，電場無法有效的扭轉(zhuǎn)液晶分子：1.當溫度升高時，液晶分子會因能量的增加而擺動，溫度越高，分子擺動的越厲害，，從宏觀角度來看，長短軸的分別會因為在空間上與時間上的平均效應而減小，當溫度很高的時候，液晶分子會具有足夠能量自由轉(zhuǎn)動，因而平均而言，不再具有長短軸的差別，此時不再具有液晶相，電場也就失去扭轉(zhuǎn)液晶分子的效應。2.當液晶分子的長軸完全平行于電場時，電偶極矩也會平行于，使力矩，而力矩⊥也因為沒有⊥的分量而等于0，因此液晶分子不會轉(zhuǎn)動，同理，當液晶分子的短軸完全平行于電場時，力矩也是0，液晶分子也不會轉(zhuǎn)動。一般而言，對液晶施加電場,液晶層的厚度d是固定的，因而施加的電壓