横向电场对平面织构胆甾相液晶螺距及 反射特性地影响 ！.pdf

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1、第&$卷第""期%##’年""月物理学报T:8,&$，S:,""，S:U<5?

2、织构胆甾相液晶螺距及扭曲角的影响,利用琼斯矩阵法计算了光正入射情况下未加电场时胆甾相液晶的反射谱,在上述模型基础上，计算了施加电场后胆甾相液晶的反射峰值波长以及反射带宽随场强的变化关系,探讨了忽略锚定与强锚定两种边界条件下横向电场对平面织构胆甾相液晶螺距及反射特性的影响,所得结论在理论上证实：共面转换模式下电场可以调谐胆甾相液晶的反射光颜色，从而为基于电控螺距原理的胆甾相液晶反射式彩色显示方案提供了理论上的依据,关键词：胆甾相液晶，电控螺距，共面转换，琼斯矩阵法!"##：-"(#，.%/#0，/$%#1，.%/#2扭曲角的影响,利用上述模型，用琼斯矩阵法计算了"C引言光正

3、入射情况下胆甾相液晶的反射峰值波长（或是反射光颜色）以及反射带宽随场强的变化关系,处理胆甾相液晶的光反射是过去十几年来人们广泛过程中借助了变分法与椭圆积分数学工具,［"—(］研究的课题之一,由于胆甾相液晶具有独特的［.，&］光学性质而被广泛应用于显示领域,胆甾相液晶%C理论模型具有螺旋结构，指向矢沿垂直于它的螺旋轴扭转排列,指向矢扭转%!时螺旋轴上通过的距离称为一个$%&%施加电场后胆甾相液晶的自由能表达式螺距，记作!#,与胆甾相液晶具有相同旋向的一定［"%］带宽内的圆偏振光能被完全反射,布拉格反射带宽胆甾相液晶弹性自由能密度表达式为为"!D""·!，""为胆甾相液晶的介

4、电双折射,""%""%##3LD%$（"·!）E%$（%!·M!E%#）—反射的中心波长为!D"!#，平均折射率""%—"D（"E"）F%，"，"分别为液晶中寻常光和非E$（(!MM!），（"）:<:<%常光的折射率,其中!代表指向矢，$"，$%，$(分别代表展曲、扭曲、［-］"’-$年G

5、用下胆甾相液晶螺距改变的现轴方向，螺旋轴沿*轴方向,本文中，将胆甾相液晶［/］象,%##.年L7小组在实验中观察到横向电场作用分为很多层，每层近似认为是取向相同的向列相液［$］下胆甾相液晶反射光颜色改变的现象,基于上述晶层,未施加电场时，胆甾相液晶相邻层之间的夹角现象，本文详细阐述一种理论模型，讨论共面转换模是相同的,施加横向电场后，胆甾相液晶两相邻层间［’—""］式下横向电场对平面织构胆甾相液晶螺距以及的夹角不再是相同的固定值，有的夹角变大，有的夹!国家自然科学基金（批准号："#$/.#"-）资助的课题,!345678：89:;<=>?7@,

6、3:卷角变小!但平均而言，两相邻层间的夹角变小，因此，当电极平行于&轴放置时，场强!与&轴平行，在一个"!周期内包含的液晶层数增加，致使螺距!%（%，+，+），（8）增加!当场强进一步增大到某一临界值!#时，胆甾由于胆甾相液晶的各向异性，电位移矢量#与场强相液晶就完全解旋为向列相液晶，如图$所示!由于!是不平行的!实验室坐标系中，液晶分子的电位移指向矢是位置!的函数，因此在假设!处扭曲角为矢量#%#!9!#"（"·!）!!#%#.#是绝对"#""（!）的前提下，指向矢可以表示为介电常数各向异性，#，#分别是平行与垂直于分#""%（&’("，()*"，+），（"）子轴方向的

7、绝对介电常数!由上面的公式计算可得指向矢"的散度和旋度分别是’&’(""）%，其中为液晶分子!&%（##"9#"()*""·"%+，（,）长轴与实验室坐标系&轴之间的夹角!由（7）式，静!/"/"-"%(.&’("，.()*"，+)，（0）电场能量密度可进一步简化为/!/!$由（$），（,）和（0）式得到"1（#"）%"’&%，"$/""12%#"(.$+)!（3）$（#""）%"，（:）"/!%&’("#"9#"()*"根据电磁理论，静电场能量密度表达式为因此，电场作用下胆甾相液晶静电场能量密度改$"1#%#·!，（7）变为