液晶分子预倾角测试方法的原理与实验研究

摘要

本文第一章简单叙述了液晶显示器的基本结构和工作原理，详细阐明了什么是液晶分子预倾角以及液晶分子预倾角对电光特性的影响，说明了精确测量液晶分子预倾角对现有液晶显示器生产和进一步研究液晶显示技术有着重要的意义。紧接着文章对现有的液晶分子预倾角测量方法进行了概述，并且给出了几种创新性的测量方法。 晶体旋转法是目前广泛使用的方法，它测试精度高，测试速度快，得到人们的认可。但是传统的晶体旋转法只适用于测试0°～20°和70°～90° 的预倾角，不适用于测试20°～70° 的预倾角。文中给出了多种拓宽晶体旋转法的方法，其中有改变测试光波长，叠加一恒定相位差，利用极值点计算预倾角等。这些方法从一定程度上可以弥补传统晶体旋转法的不足，但也各有缺点。 本文提出的一种新方法，棱镜辅助晶体旋转法测试预倾角的方法。把液晶盒夹在两个直角棱镜间，入射光从前面棱镜一个面入射，经过液晶盒从后面棱镜出射，改变入射光的入射角，测试出射光透过率，能得到对应双折射相位差为零，透射光强最大的入射角，进而由几何光学关系确定预倾角。这种方法还可以避免晶体旋转法中必须制备厚盒的缺陷，适用于测试20°﹤θ﹤70°之间的预倾角。数值模拟和实验结果显示该方法具有可行性。 本文提出的另外一种新方法，利用宾主效应原理测试液晶分子电控倾角的实验方法。认为液晶宾主效应的染料吸收系数服从余弦函数投影表达式，对可见光的吸收满足指数函数规律，因此推导出液晶盒中液晶分子倾角与透射光强的关系式。通过观测液晶盒电光特性，对实验结果进行分析，认为该实验方法对于测试15°～75°之间的液晶分子电控倾角具有一定的可行性。