雙折射取向?qū)訉Ψ轿唤清^定能的測量影響

 j1?j6s   雙折射取向?qū)佑欣�于液晶盒的光學(xué)性能，這對測量方位角錨定能量的光學(xué)方法也有意義。 我們得到了計(jì)算受取向?qū)舆t滯影響的液晶扭曲角的修正值的分析方程. 獲得了AtA-2和AtA-0042偶氮染料光取向材料的方位角錨定能量測量數(shù)據(jù): >10-4J/m2，在廣泛的曝光劑量0.04 -5.12 J/cm2范圍內(nèi). -50HB`t   3<=,1 cU   關(guān)鍵詞 B!{d-gb       方位錨定能；液晶取向；延遲；光配向 -m'j]1   G CRz<)1   介紹 Vt^3iX{!       對方位角錨定能量的探索是液晶盒制造工藝優(yōu)化和新材料研究的一個(gè)有用方式。 標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)方法[1]被廣泛用于測定各種取向材料的方位角錨定能量。按照該方法，線偏振光波長λ--全波的旋轉(zhuǎn)僅由扭曲向列型液晶（LC）盒的扭曲角φ0決定；并測量波長λ處光通過LC盒傳播時(shí)的偏振面旋轉(zhuǎn)角γ。 !g~1&Uw1       在取向?qū)拥碾p折射可以忽略不計(jì)的情況下，偏振面旋轉(zhuǎn)的角度γ等于液晶盒內(nèi)的實(shí)際扭曲角φ，那么我們可以簡單地假設(shè)公式1: O1%pxX'`S           (1) 0.$hn        xX3'bsN   最后應(yīng)用扭矩平衡條件，根據(jù)公式2計(jì)算出方位角錨定能量常數(shù)Aφ, 這里 2Δφ=φ0-φ, K22 – 彈性常數(shù), d – 液晶盒厚: EcIE~qs        (2) #ywk|k5z]        "gd=J_Yw   雙折射取向?qū)樱豪碚?/b> NW~z&8L   DU%w1+u   可是對于光配向材料的情況下, 特別是在偏振光照射下發(fā)生分子定向的偶氮染料 [2,3], 取向?qū)拥墓庵码p折射是很重要的，它對于光在LC盒中傳播時(shí)的偏振平面旋轉(zhuǎn)角度也有貢獻(xiàn)。 Ze<K=Q%(i   IJTtqo   所以取向?qū)拥碾p折射需要被考慮在內(nèi)。 g&dPd7   W{z.?$SH   考慮光在具有雙折射取向?qū)拥呐で�向列型液晶盒中傳播的光學(xué)路徑(Fig.1). 實(shí)際的扭曲角φ與偏振平面旋轉(zhuǎn)角度γ不同，γ也受取向?qū)拥难舆tδ1=πΔn1d1/λ所影響 u&G.4QQF   4?N8R$        Figure 1. 光在帶有雙折射取向?qū)拥呐で鶯C盒中的傳播示意圖 `&0Wv0D0   >56>*BHD   我們得到了偏振平面旋轉(zhuǎn)角度對取向?qū)与p折射的依賴性的解析解, 公式 3, 其中 δ=πΔnd/λ  Δn– 液晶層的雙折射. 8u[-'pV!        (3) 2._X|~0a        Vz14j_   根據(jù)公式3，取向?qū)拥恼凵涓飨虍愋缘拇嬖趯?dǎo)致通過扭曲液晶盒的透射光的偏振平面的旋轉(zhuǎn)角度增加。 (Fig.2). 如果按照公式1給出的標(biāo)準(zhǔn)程序，預(yù)計(jì)方位角錨定能量的測量會有誤差. 事實(shí)上，取向?qū)拥难舆t有助于光學(xué)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，緩解了對高方位角錨定能量值的要求，并且需要在方位角錨定能量測量的光學(xué)方法中加以考慮。. RMO,ZVq        Figure 2. 偏振平面旋轉(zhuǎn)角度對取向?qū)舆t滯的預(yù)期依賴性 V)Z70J<'   \txbhWN   雙折射取向?qū)樱簩?shí)驗(yàn) Sxjub&=   ~HQ9i%exg   同時(shí)測量光配向材料的方位錨定能量對曝光劑量或取向?qū)雍穸鹊囊蕾囆?需控制取向?qū)拥倪t滯值. 最近，在研究新的光誘導(dǎo)空穴偶極子的光配向機(jī)制時(shí)，我們獲得了偶氮染料光取向材料AtA-2和AtA-0042的雙折射取向?qū)�，具有非常�?qiáng)的方位角錨定能[4], 這是很難用普通的光學(xué)測量方法測量的。 *5bLe'^\|K   . r&-m =Kk$   通過在玻璃基板上棒涂 1% 偶氮染料的二甲基甲酰胺 (DMA) 溶液獲得 40-60 nm 的光取向材料薄膜, 然后在 140°C 下熱板烘烤 5 分鐘. 將光敏偶氮染料薄膜依次暴露于藍(lán)光 LED 450 nm 線偏振光下，偏振光強(qiáng)度為 40 mW/cm2. 曝光劑量分別為 1、2、4、8、16、20、26、32、64 和128 秒曝光。將具有正交對準(zhǔn)方向和相同曝光劑量的光取向膜的兩個(gè)玻璃基板組裝成90°扭曲液晶盒并用環(huán)氧樹脂膠合。使用 7 μm 球狀間隔物來控制盒厚。 液晶盒由液晶材料 E7填充, Merck. N@B9 @8h   測量了 AtA-2 偶氮染料薄膜的光致延遲值，并將其應(yīng)用于根據(jù)方程 2 和 3（圖 3）計(jì)算方位角錨定能系數(shù). '`'GK&)        Figure 3. 延遲(a) & 方位錨定能(b)     AtA-2 偶氮染料薄膜對藍(lán)光 LED 線偏振光（強(qiáng)度 40 mW/cm2 ）曝光時(shí)間的依賴性. 6y%0`!        E{6~oZ#L   測量了 AtA-0042 偶氮染料薄膜的相應(yīng)光致延遲值，并將其應(yīng)用于根據(jù)等式 2 和 3（圖 4）計(jì)算方位角錨定能系數(shù)。 2Q;9G6p   Figure 4. 延遲 (a) 和方位角錨定能量(b)     AtA-0042 偶氮染料薄膜對藍(lán)光 LED 線偏振光（強(qiáng)度40mW/cm2）曝光時(shí)間的依賴性 kq\)MQ"/X   結(jié)論 at2FmBdu C       通過考慮雙折射取向?qū)拥难舆t值，獲得的方程(3)修正了方位角錨定能量測量的光學(xué)方法。 根據(jù)方程 3考慮光致延遲允許對偶氮染料光取向材料 AtA-2 和 AtA-0042 的方位角錨定能量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，其具有非常強(qiáng)的光取向特性，在 0.04 – 5.12 J/cm2 的寬曝光量范圍內(nèi)提供 10-4J/m2 以上的方位角錨定能量. H>r!i4l        :akT 'q#   現(xiàn)有研究的影響 -}K<ni6       首次引入了考慮取向?qū)友舆t的改進(jìn)的方位角錨定能測量方法。該方法繼承了之前的所有因子，適用于雙折射取向材料的表征，例如偶氮染料光取向?qū)? !lo/xQ<        .^J2.>.   References T843":       1. Konovalov V.A., Muravski A.A., Yakovenko S.Ye., Pelzl J., SID Symp. Dig. Tech. Pap. 31 (1), p. 620 (2000). #plY\0E@       2. Chigrinov V.G., Kwok H.-S., Takada H., Takatsu H., Liquid Crystals Today. 14(4), p.1 (2005). $mF_,|       3. Muravsky A.A., Murauski A.A., Kukhta I.N., Appl. Opt. VDTcR       59 (17), p. 5102 (2020). RN=` -*E1       4. Muravsky A.A., Murauski A.A., Kukhta I.N., Yakovleva A.S., J. Soc. Inf. Displ. 29 (5), to be published (2021).

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