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Damit diese Funktion für alle Winkel wohldefiniert ist, muss
gewährleisten, kann im Falle von linear polarisiertem Einfallslicht eine Verzögerungsplatte
λ/4
mit annähernd
verwendet werden.
Falls die Zelle dick genug ist, um die Näherung
Matrix deutlich vereinfacht werden
(28)
und erlaubt eine einfache physikalische Interpretation ihrer optischen Funktionsweise.
Einfallendes Licht mit linearer Polarisation in
Rotation der Polarisationsrichtung um einen Winkel
den Orientierungen der alignment layers der Zelle, wie bereits durch die anschauliche
Erklärung in Abbildung 1 suggeriert wurde.
3.6
Eigenschaften von TN-LC-Zellen bei angelegter Spannung
Wird eine Spannung an die LC-Zelle angelegt, richten sich die Moleküle parallel zum
elektrischen Feld aus. Da der Winkel zwischen der Lichtausbreitungsrichtung und der
Molekülachse (und damit der optischen Achse des doppelbrechenden Materials) sich
dadurch verkleinert, wird die Doppelbrechung mit zunehmender Spannung immer
geringer. Ab einer bestimmten Spannung liegt die optische Achse des LC-Materials dann
parallel zur Lichtausbreitungsrichtung, und die Polarisation des einfallenden Lichtfeldes
bleibt erhalten (siehe Abbildung 2).
Diesen Zusammenhang kann man so ausdrücken, dass der Brechzahlunterschied
zwischen ordentlicher und außerordentlicher Polarisation mit zunehmender Spannung
n
o
immer kleiner wird, so dass
(29)
was die oben erwähnte Erhaltung der Polarisation analytisch beschreibt.
Der Betrieb eines Mikrodisplays als räumlicher Lichtmodulator mit möglichst vielen
verschiedenen
Transmissionszuständen
Zwischenzustände, in denen die LC-Moleküle weder in der Helix-Anordnung noch parallel
zum elektrischen Feld vorliegen. Die Matrix
Näherungen
ermöglicht
einfallendes Licht mit linearer Polarisation die Zelle elliptisch polarisiert verlässt.
Die Spannungen an den LC-Molekülen werden bei vielen Lichtmodulatorgeräten (so auch
beim hier verwendeten LC2002) in Form der Grauwerte von übertragenen Bildsignalen
gesteuert. Eine elektronische Schaltung auf einer speziell entwickelten Platine erhält die
Bildsignale über die VGA-Schnittstelle eines PC und erzeugt daraus die benötigten
Spannungswerte für die Flüssigkristallzellen.
Obwohl für die Herleitung der angegebenen Jones-Matrix Annahmen gemacht wurden, die
nicht immer zutreffen, ist die auf dieser Jones-Matrix aufgebaute Theorie für das
Verständnis
der
meisten
ausreichend. Eine komplexere Beschreibung der LC-Displays mittels Jones-Formalismus,
die inbesondere auch im Fall angelegter Spannung auftredende Effekte in räumlicher
Nähe zu den Dirketor-Plättchen beinhaltet, findet man in der weiterführenden Literatur, z.
B. [7. H. Kim und Y. H. Lee].
(
⎛
exp
≈
−
⎜ ⎜
) α
W
R
(
TN
-
LC
⎝
0
→
β
. Die Jones-Matrix ist in diesem Fall gegeben durch
0
≈
−
) α
W
R
(
TN
-
LC
eine
Analyse
optischen
| E
α
β
zu rechtfertigen, kann die Jones-
)
−
i
⎞
β
0
⎟ ⎟
( )
i
β
⎠
exp
-Richtung oder
x
α
entsprechend dem Winkel zwischen
⎛
⎞
⎛
α
α
cos
sin
1
⎜ ⎜
⎟ ⎟
⎜ ⎜
=
−
α
α
⎝
⎠
⎝
sin
cos
0
erfordert
die
ohne die zuletzt vorgenommenen
W
TN-LC
dieser
Zustände,
Eigenschaften
der
OptiXplorer
) | ≠ 0
gelten. Um dies zu
(θ
1
1
-Richtung erfährt eine
y
Δ n = n
⎞
0
⎟ ⎟
⎠
1
Verwendung
auch
in
denen
üblicherweise
Flüssigkristallzellen
-
eo
der
völlig
19
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