蓝相(BP)是液晶中具有特殊性质的一个相态,它的序参量表现出三维空间周期性.蓝相是出现在一个狭小的温度间隔里(量级为0.1-1K)的稳定相态.
藍相液晶有著自組裝的3D晶格特性，卻保有流體的本性，晶格參數易於變更，可有不同的光電特性，是絕佳的可調式光子晶體；而且有晶格對應的Bragg 散射大都在可見光範圍，有很好的色彩性。目前寬溫技術已經不是問題，驅動模式亦有解決方法，但不可諱言目前還有兩個問題亟須克服，即驅動電壓和光效率。相信在相關技術突破後，藍相液晶能很快與現有液晶技術並駕齊驅。最後再重申藍相的研究刻不容緩，希望藉本文能串聯一些研發能量，以促成國內先進顯示材料早日深根與本土化。
藍相液晶
其實早在1888年Reinitzer在 Cholesteryl Benzoate 首度發現不尋常液晶現象時，就曾在降溫中觀察到澄清轉換至霧態的過程中出現藍色的反光，不過直至1970 年代才被鑑定出是一至少擁有二種流體晶格(Fluid Lattice)的新液晶型態。藍相因早期研究的藍色外觀而得名，實際上也會反射其它色光，甚至包括近紅外光，藍相紋理圖如圖一所示。藍相是存在於膽固醇相與澄清相(Helical-isotropic)間一個很狹窄溫度範圍（約0.5~2℃），形態分成三種，依出現溫度由低至高分別定義BP I 、II 和BP III ，如圖二所示。
圖二、狹窄的藍相溫度範圍
相較於其它旋光物，藍相最獨特的是具有流體晶格特徵(Fluid Lattice)： 其中BP I 、II 具立方體對稱：BP I 為體心立方結構(Body-Centered Cubic; BCC)、BP II 則為簡單立方結構(Simple Cubic; SC)， BP 晶格週期很小，大都在可見光範圍；BP III 則為等向性(Amorphous, Isotropic)，又稱霧相(Fog Phase)，無晶格特性（見圖三）。
藍相液晶的旋光性
向列液晶加入旋光物質 (Chiral Dopant)，可以誘導出旋光性(Charility)，進而使向列液晶產生螺旋結構(Helical Structure)。根據Landau 自由能理論，相轉變(Phase Transition)最重要的觀察是序參量(Order Parameter)的變化，如Nematic-Helical 相轉變過程，兩個相鄰旋光分子無法併排而是錯開些微角以降低自由能，序參量自然不同於單純向列液晶；同樣地觀察藍相的序參量變化，直接證實了高度旋光性 (Highly Chirality)物質誘發的相轉變過程中存在Helical-blue Phase-isotropic 的相變。圖四為藍相旋光性的相圖，以BP III 的旋光性最高。
一般認為，旋光物對向列液晶的貢獻是提供螺旋扭轉力，但更正確地說，旋光物質其實提供向列液晶空間結構上的周期規則性（如圖五），指向矢屬一維排列的向列液晶，加入旋光性使膽固醇液晶產生單一的螺旋規則性；高旋光性則使藍相產生雙扭轉柱體結構(Double Twist Cylinder; DTC)。兩者指向矢(Director)的差異可以空間方程表示。
雙扭轉柱體結構與堆疊
光學均向性
寬溫技術
前述的晶格缺陷安定了藍相，然而這種平衡是脆弱的，是一種熱力學上的安定，溫度範圍極小，在應用上造成極大的不便。
不過2002 年以來，解決藍相液晶相溫狹窄技術急速發展，藍相液晶實用化的時刻已經到來。最早有三個研究群成功地拓寬藍相液晶溫度範圍，包括：
1. 高分子安定化藍相液晶模式
2. 強撓電性雙液晶核家族
3. T-shaped
世界第一個BP 液晶模式顯示器
2008 SID 三星電子宣布推出藍相的TFT-LCD 技術，畫面更新頻率可達240Hz ，相較於傳統技術，藍相模式液晶面板擁有比OCB 模式更快的超高速響應、比IPS 模式更寬的超寬視角，可與CRT 及PDP 媲美的優勢。
現今液晶電視採用的是120Hz 倍速驅動，而Blue Phase 模式液晶面板的液晶響應時間短，因此無需加速(Over Drive)，即可以實現240Hz 以上的高速驅動。另外，目前的主流面板－ TN (Twisted Nematic)液晶、VA (Vertical Alignment)模式液晶以及IPS (Inplane Switching)模式液晶都需要配向膜，並且需要多個刷膜製程來實施機械性配向處理。藍相單元結構很簡單，不需要配向膜，無需機械處理，因此對液晶及其界面的損傷小，面板表面亮度均勻；而且無需偏光板以外的光學膜片，相較之下體積與重量又可進一步減少。據了解，三星公司表示2011 年可以量產Blue Phase 模式液晶面板用作播放高速視訊所需的電視面板（圖十二），看來藍相技術的時間競爭又是另一項指標。
蓝相Ⅲ(BPⅢ)是液晶中蓝相的一个子相。它是具有特殊性质的相态。它的结构和性质不同于BPⅠ和BPⅡ。近年来,BPⅢ的理论和实验研究有了很大的突破。在理论上BPⅢ的研究主要体现在其结构和相变上。不同的BPⅢ结构模型的建立,为它的结构的确定提供了很好的研究方法。BPⅢ-ISO相变为热力学相变。相变临界点的存在对BPⅢ的物理性质的研究有着重要的意义。
藍相液晶顯示器應答速度快、無視角問題、不需配向處理與偏光片，2002年日本九州大學菊池教授首先利用高分子安定法拓寬藍相溫度範圍(260~326 K)，2008年由韓國三星公司成功實現了15吋原型機的展示，藍相液晶的研究成了顯學，目前全世界都如火如荼展開研究。而國內研究也有開始萌芽之勢，未來若達成量產，則顯示器產業將出現重大突破，筆者希望透過本文的介紹，能快速串聯整合研發能量，為先進顯示器提早做準備。
