Спосіб вимірювання параметрів рідкокристалічної комірки

1. Спосіб вимірювання параметрів рідкокристалічної комірки, за яким на поверхню комірки спрямовують пучок світла з неперервним спектром в широкому діапазоні частот, вимірюють розподіл потужності в спектрі дзеркально відбитого від комірки світла, визначають спектральні положення характерних особливостей інтерференційних осциляцій розподілу потужності в цьому спектрі і за цими даними розрахунковим шляхом визначають C2 2 74801 1 3 74801 4 of Liquid Crystals", Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1975, Vol. мів, а також спектральне положення ділянок з 31. pp. 267-273], що є найближчим аналогом і понайменшою та найбільшою відносною різницею лягає в тому, що на рідкокристалічну комірку норінтенсивностей максимумів і мінімумів інтерферемально до її поверхні спрямовують пучок світла з нційної картини, а потім, використовуючи ці дані, неперервним спектром в широкому діапазоні часрозрахунковим шляхом визначають геометричну тот і вимірюють так званий канавчастий спектр товщину шару рідкокристалічного матеріалу, що світла, що пройшло через рідкокристалічну комірку заповнює комірку, і його середній показник заломабо відбилось від неї, а потім розраховують оптилення. Вимірювання спектрів світла дзеркально відбитого від комірки при декількох кутах падіння чну товщину рідкокристалічного шару за формудозволяє розширити функціональних можливості лою: відомого інтерференційного методу, а саме забез1 2 dn , 2 (1) печення можливості одночасного визначення гео1 2 2 1 метричної товщини комірки d та середнього показде d - геометрична товщина комірки, n - сереника заломлення n рідкокристалічного матеріалу, дній показник заломлення рідкокристалічного маа залучення до розрахунків спектрального полотеріалу, 1, 2 - довжини хвиль двох сусідніх мініження ділянок з найменшою та найбільшою відномумів або максимумів в канавчастому спектрі. сною різницею інтенсивностей максимумів і мініНедоліком цього способу є неможливість вимумів інтерференційної картини дозволяють значення одночасно геометричної товщини комірврахувати вплив тонких шарів комірки, і, таким ки d та показника заломлення n рідкокристалічного чином, підвищити точність визначення геометричматеріалу, оскільки спосіб дає лише їх добуток, і ної товщини комірки. для того щоб визначити геометричну товщину коДалі спосіб докладно пояснюється з залученмірки d, необхідно знати показник заломлення n ням креслень та формул для визначення геометрідкокристалічного матеріалу в тому стані, в якому ричної товщини комірки d та середнього показника рідкокристалічний матеріал знаходиться при вимізаломлення n рідкокристалічного матеріалу. рюванні канавчастого спектру. Крім того і згаданий На Фіг.1 схематично зображено відбивання добуток визначається з певною систематичною світла від рідкокристалічної комірки. похибкою, оскільки за цим методом розрахунки На Фіг.2 показано інтерференційні максимуми і оптичної різниці ходу рідкокристалічної комірки мінімуми в спектрі світла відбитого від рідкокриспроводять в припущенні, що канавчастий спектр талічної комірки. утворюється лише за рахунок інтерференції пучків На Фіг.3 схематично зображено схему відбисвітла, які відбиваються від границь плоскопаравання світла від еквівалентної двошарової струклельного шару рідкокристалічного матеріалу, що тури, яка дає такі ж інтерференційні максимуми і заповнює комірку, і не враховують внесок в інтермінімуми в спектрі відбитого світла як і рідкокрисференцію світла, відбитого від інших границь тонталічна комірка Фіг.1. ких шарів, що оточують згаданий шар рідкокристаНа Фіг.4 показано приклад виміряного спектру лічного матеріалу, наприклад, шарів орієнтанту та відбитого від рідкокристалічної комірки світла. електродів. На Фіг.5 показано залежність положення макЗадачею винаходу є розширення функціонасимумів та мінімумів інтерференційних осциляцій льних можливостей відомого інтерференційного в виміряному спектрі відбитого від рідкокристалічспособу визначення параметрів рідкокристалічної ної комірки світла та їх апроксимацію поліномами комірки, а саме забезпечення можливості одночавідповідно до винаходу. сного визначення геометричної товщини комірки d На Фіг.1 схематично зображено відбивання та середнього показника заломлення л рідкокриссвітла від рідкокристалічної комірки 1, яка являє талічного матеріалу, а також підвищення точності собою шарувату структуру, що складається з повизначення цих параметрів за рахунок аналізу лоскопралельних шарів різної товщини матеріалів особливостей канавчастого спектру дзеркально з різними показниками заломлення: шару рідкоквідбитого від РК комірки світла при декількох кутах ристалічного матеріалу 2, товщина якого d є товспостереження, зумовлених внеском в інтерферещиною рідкокристалічної комірки, а середній поканцію світла, відбитого від тонких шарів комірки, зник заломлення цього шару n, який для якими є орієнтант та електрод. рідкокристалічного матеріалу в так званому ізотТехнічний результат полягає в розширенні ропному стані, коли цей матеріал перебуває в ріфункціональних можливостей відомого інтерфединній фазі, співпадає з показником заломлення ренційного методу, а саме в забезпеченні можлицієї рідини, а в так званому конфокальному стані вості одночасного визначення геометричної тов1 n no 2ne , де nо, nе - показники заломлення щини комірки d та середнього показника 3 заломлення n рідкокристалічного матеріалу, а тазвичайної та незвичайної хвиль в окремих домекож в підвищенні точності визначення геометричнах рідкокристалічного матеріалу при температурі, ної товщини комірки. при якій здійснюють вимірювання. РідкокристалічЗазначений технічний результат досягають за ний матеріал 2 вміщується між двома плоскопарарахунок того, що на рідкокристалічну комірку, послельними скляними пластинками 3 і 3', зовнішні лідовно направляють колімований пучок білого поверхні яких знаходяться в повітрі, а на їх внутсвітла під різними кутами падіння, при кожному рішні поверхні нанесено шари орієнтанту 4 і 4' та куті падіння вимірюють спектри дзеркально відбиелектропровідні шари 5 і 5', що утворюють прозорі того від комірки світла, визначають спектральне для видимого світла електроди. В типових рідкокположення інтерференційних максимумів і мінімуристалічних комірках товщина d рідкокристалічно 5 74801 6 осциляцій інтенсивності. При цьому положення го шару 2 лежить в межах 5 50мкм, товщина склямаксимумів та мінімумів в спостережуваному спекних пластинок 3, 3' лежить в межах 1 2мм, а товтрі залежить від фазових множників, а амплітуда щини шарів 4, 4' та 5, 5' - в межах 0,1 0,2мкм та осциляцій від співвідношення інтенсивностей Іk. 0,05 0,1мкм, відповідно. (На Фіг.1 співвідношення Легко бачити, що період осциляцій в спектрі, які реальних товщин шарів змінено для більшої наочвиникають внаслідок інтерференції пучків lk та Іm ності). тим більший, чим менша відповідна різниця фаз Відповідно до запропонованого способу на ріk- m. Різниця фаз, що виникає між променями дкокристалічну комірку 1 направляють колімовавідбитими від передньої (верхньої) та задньої (ниний пучок білого світла, який представлений на жньої) границь деякого плоскопаралельного шару Фіг.4 променем І, кут падіння якого на скляну пластовщиною h з показником заломлення n: тинку 3 становить . Цей пучок при проходженні (4) k - κ+1 =2п / = 2п2hncos / , плоских границь між шарами з різними показникаде - кут між нормаллю до границі та промеми заломлення зазнає часткових відбивань. Внанем всередині шару. Наприклад, для шару прозослідок цього амплітуда пучка, дзеркально відбиторого електрода 5 з товщиною h = 0.1мкм та з покаго від рідкокристалічної комірки під кутом рівним зником заломлення n=2 в межах видимого куту падіння , складається з амплітуд пучків, віддіапазону (0.4<