液晶混合物、制备该液晶混合物的方法及包括该液晶混合物的装置

摘要

公开了一种液晶混合物，当置于液晶装置中时具有一定的旋转方向，并且当从液晶装置中移出时具有相反的旋转方向。该液晶混合物可以用于例如液晶显示器中以实现较高的对比度并减少潜在的缺陷和取向失准。

说明书

技术领域

本发明涉及液晶(LC)混合物、制备该液晶混合物的方法、和包括该液晶混合物的装置。更具体地，本发明涉及一种包括LC材料和手性材料的LC混合物、制备LC混合物的方法、以及包括该LC混合物的装置。

背景技术

液晶显示技术已经将显示器的尺寸从全屏尺寸减小到小型显示器。微型显示器，例如硅上液晶(LCoS)显示器，可以使用半导体集成电路(IC)技术来制造。

LCoS微型显示器可以包括具有反射面的硅衬底底板、盖板玻璃和插入的液晶层。

LCoS微型显示器可以被设置为以多行及多列布置的像素矩阵，其中行和列的交叉点限定了像素在矩阵中的位置。

对于入射光，每个像素是反射镜面上方的液晶单元。通过改变该层中的液晶的分子定向，可以使入射光改变其偏振态，该分子定向的特征在于该层中的任意点处的液晶指向矢的倾斜角和/或扭转角。

硅底板是像素阵列，通常间距为3微米到20微米(μm)。

每个像素具有占据大部分像素区域的镜面。镜面也是与液晶显示器的盖板玻璃电极形成像素电容器的电导体。液晶显示器的盖板玻璃电极是在盖板玻璃的内表面(液晶侧)上的透明导电性涂层。该透明导电涂层通常是氧化铟锡(ITO)。

当每个像素电容器被充电到某一电压值时，像素电容器的板之间的液晶流体改变其分子定向，这影响了入射到像素上(从像素镜反射)的光的偏振态。

反射性的LCoS微型显示器具有高孔径比，并因此可以提供比透射性的液晶显示器更高的亮度。这些LCoS微型显示器的主要应用是家庭影院应用，例如投影仪、以及前投影和背投影电视(大屏幕)。对于这些应用，较高的对比度是非常重要的。

此外，一些增强现实(AR)应用、混合现实(MR)应用和虚拟现实(VR)应用使用硅上液晶(LCoS)显示器，该硅上液晶显示器由于非常暗的关闭状态而采用竖直取向向列(VAN)光学模式，从而提供较高的对比度。

发明内容

较高的对比度-VAN模式

较高的对比度取决于液晶显示器中使用的液晶光学模式。通常，竖直取向向列(VAN)模式是能够实现非常高的对比度的光学模式之一，并且许多液晶显示器制造商开始在他们的显示器中使用这种特定的光学模式。

预倾斜角被限定为液晶指向矢在分界面处的倾斜角(表面接触式指向矢)。在VAN模式液晶显示器中，预倾斜角较小，因此当没有电场施加在显示器上时，液晶流体的分子的定向几乎垂直于衬底表面。因此，垂直于显示器衬底的入射的线性偏振光在其穿过该层时经历较小的双折射。因此，当穿过液晶流体时，包括从显示器的底部反射性的衬底反射回来时，该垂直入射的线性偏振光经历很少的相位延迟。当使用交叉式偏振器(例如，偏振分束器-PBS)时，这提供了较暗的“OFF”状态(关闭状态)，并且实现了较高的对比度。

在施加穿过液晶流体的电场时，液晶流体的本体中的分子使它们自身定向成朝向由衬底表面上的取向层限定的方向，从而增加液晶流体层的相位延迟。因此，当线性偏振的入射光进入到液晶流体中时开始经历相位延迟，并且然后从显示器的底部的反射性的衬底反射回来。因此，出射光(反射光)的偏振态将是椭圆的，并且一些光开始穿过交叉的偏振器。增加电场将增加这种效果，直到达到最亮的状态。

取向层和预倾斜角

在典型的VAN模式中，衬底表面处的液晶流体的分子的定向由每个衬底表面上的取向层限定。这种定向通过预倾斜角和表面方位角方向来描述，表面方位角方向平行于表面接触式液晶指向矢在衬底的平面上的投影。接近顶部取向层的液晶流体的分子的方位角方向与接近底部取向层的液晶流体的分子的方位角方向相反，即，反平行。由取向层限定的方位角方向与入射的线性偏振入射光的偏振方向成45度角。

通常，在VAN模式显示器中的分子的预倾斜角需要保持得较小，例如小于4度，以实现非常暗的“OFF”状态，因此实现较高的对比度。尽管该预倾斜角足够大以防止显示器中的反向倾斜畴，但是不能克服由于相邻像素之间的边缘场而出现的缺陷。

换句话说，对比度可能受到液晶的预倾斜角影响。并且，如果预倾斜角太低，则当相邻像素不处于相同电压时，由于相邻像素之间的边缘电场，在像素间间隙附近可能产生液晶指向矢的缺陷和失准。

这种缺陷和失准可以降低显示的图像的质量，并且当像素间距的尺寸与液晶(LC)层厚度(即，单元间隙)相当或小于液晶层厚度时，由于边缘场导致的这种缺陷和失准对于某些液晶显示器可能变得明显。当LCoS显示器所达到的分辨率随着像素间距的尺寸的减小而增大时，可能出现缺陷和取向失准。

通常试图增加LC预倾斜角以减轻这种缺陷和取向失准。然而，预倾斜角的增加在显示器中引入了更多的残余延迟。这种延迟可能降低VAN模式LCoS显示器的对比度。

如美国专利No.8,724,059和No.9,551,901所述，已经进行了一些尝试，通过将扭转结构添加到VAN模式中以形成扭转的竖直取向向列(TVAN)模式，来克服这种较低的对比度的问题，这些专利通过参考并入本文。虽然与VAN模式相比，这种TVAN模式可以增加整体对比度，但是对于一些应用还需要更高的对比度(和更多的灰度级)。

附图说明

所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，并且并入本说明书并构成本说明书的一部分，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是包括根据本发明的LC混合物的显示器的示意图。

图2是根据本发明的图1的显示器中的LC混合物的示意图。

图3是图2的LC混合物的示意图，其中根据本发明，该LC混合物是分离的并且独立于图1的显示器。

图4是示出示例性方法的流程图。

图5是根据本发明的显示器的对比度相对于d/Po比的模拟的图示。

图6是针对根据本发明的一系列不同显示器的对比度相对于d/Po比的测量值的图示。

图7是针对根据本发明的一系列d/Po比的零电压指向矢倾斜角相对于穿过显示器的LC混合物的距离的模拟的图示。

图8是根据本发明的当没有电压施加到显示器时处于LC混合物中间的指向矢倾斜角相对于LC混合物的d/Po的模拟的图示。

图9是根据本发明的当电压施加到显示器时通过率相对于d/Po的模拟的图示。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的实施例。

图1-显示器结构

现在参考图1，示意性地示出了液晶(LC)显示装置100的一部分。LC显示装置100可以是反射性的硅基液晶(LCoS)显示装置或透射性的显示装置。LC显示装置100包括多个像素元件，该像素元件具有例如小于或等于约4.0μm的像素间距。

显示装置100可以包括玻璃(透明)的第一衬底130和反射性的(镜面)第二衬底140(即，衬底上的反射性像素)，第一衬底130和第二衬底140彼此平行并且在其间具有LC混合物120。对于在玻璃衬底上具有薄膜晶体管的有源矩阵显示器，像素也可以是透射性的。

单元间隔或单元间隙是取向涂层170、180之间的距离(d)和LC混合物120的厚度d。取向涂层170、180在z＝0和z＝d处限定边界平面150、160，边界平面垂直于z轴。例如，LC混合物120层对于反射性的显示器可以具有0.5μm至3μm的范围内的厚度d，并且对于透射性的显示器可以具有高达6μm的厚度d。

各种涂层(未示出)可以沉积在衬底130、140上。玻璃的第一衬底130包括透明的电极涂层(未示出)和与LC混合物120接触的取向涂层170。第二衬底140包括与LC混合物120接触的LC取向涂层180。电极涂层例如是氧化铟锡(ITO)，并且取向涂层例如可以是摩擦的聚酰亚胺或倾斜沉积的SiO2。

如本文所用，液晶材料是指构成向列型液晶的单一化合物或化合物的组合。液晶材料没有内在产生的扭转。

如本文所用，手性材料是指其分子结构与其镜像图像不能重叠的化合物或化合物的组合。将手性材料添加到液晶材料中引起了在分离的混合物中产生朝向指向矢场的内在扭转，该扭转可以具有右旋旋转方向或左旋旋转方向。分离的混合物是指其与作用在诸如电场或磁场的指向矢场上的外力或边界取向力分离。

如本文所用，液晶混合物是指至少液晶材料和具有内在产生的扭转的手性材料的混合物。这也可以称为手性向列型液晶混合物。

LC混合物120具有负的介电各向异性。

图2：显示器中的LC混合物的预倾斜角、结构扭转角和旋转方向

参考图2，示意性地示出了LC混合物120的扭转的LC结构。扭转的LC结构包括指向矢场210。指向矢场210包括限制在取向涂层170、180之间的指向矢212、214、216。指向矢214在LC混合物120层的(例如，与取向涂层170、180间隔开的)主体中，并且指向矢212、216是(例如，在边界平面150、160处的)表面接触式指向矢。

例如，参考图1和图2，透明的第一衬底板130包括透明的导电电极涂层(未示出)和第一液晶取向涂层170，第一液晶取向涂层产生(在所示的场中由表面接触式指向矢212表示的)表面接触式液晶指向矢的第一预倾斜角θ1和第一方位角方向(图2中的正x轴)。第二衬底140包括像素化反射性涂层(例如，底板)(未示出)和第二液晶取向涂层180，第二液晶取向涂层产生(在所示的场中由表面接触式指向矢216表示的)表面接触式液晶指向矢的第二预倾斜角θ2和第二方位角方向(图2中的负y轴)。

在图2的实例中，第一取向涂层170上的表面接触式指向矢212位于x-z平面中，并且第二取向涂层180上的表面接触式指向矢216位于y-z平面中。

预倾斜角

表面接触式指向矢212、216的预倾斜角θ1、θ2分别被限定为在取向涂层170、180处的表面接触式指向矢212、216与边界平面150、160的法线(例如，z轴)之间的极角。

根据示例性实施例，第一衬底130和第二衬底140上的预倾斜角θ1、θ2在2度至15度的范围内。

结构扭转角和旋转方向

LC结构的结构扭转角Φ是在第一取向涂层170处的LC指向矢212的方位角方向(在z＝d处沿x轴)与在第二取向涂层180处的LC指向矢216的方位角方向(在z＝0处沿负y轴)之间的差值。

如上所述，结构扭转角Φ由显示装置100设计的结构限定。特别地，显示装置100中的LC混合物120的结构旋转方向220(例如，扭转方向)可以归因于例如通过在第一衬底130和第二衬底140上的取向涂层170、180的设计而操纵表面接触式LC指向矢/分子212、216的方位角方向(x轴和y轴)(例如，如在美国专利No.8,724,059和No.9,551,901中所实施的那样，这两件美国专利通过引用并入本文)。

在图2的示例性实施例中，结构旋转的扭转方向220是右旋的，并且结构扭转角Φ是90°。在本发明的实施例中，结构扭转角Φ在75度至130度的范围内。

图3：LC混合物

参考图3，更详细地描述LC混合物120。LC混合物120包括溶解在LC材料300中的手性材料310。特别地，在LC混合物120独立于显示装置100并且不受取向涂层170、180影响(例如，处于振动中)的状态下示意性地示出了LC混合物120的分子。

LC混合物120可以被称为手性向列液晶。手性向列液晶分子组织在假想平面340、341、342、343、344、345、346中，在假想平面340、341、342、343、344、345、346中没有位置排序，而是具有从一个假想平面340、341、342、343、344、345、346旋转到下一个假想平面的指向矢轴线370。在图3中，LC材料300的分子和手性材料310的分子在垂直于手性轴线350的假想平面340、341、342、343、344、345、346中被示出。

根据本发明的实施例，LC材料300，例如向列LC物质，通常将使LC材料300的所有分子以松散的平行排列的方式取向。然而，当手性材料310被添加到LC材料300时，LC材料300的分子进入手性向列相，在该手性向列相中，LC材料300的分子被布置在平行的假想平面340、341、342、343、344、345、346中，其中相邻的假想平面340、341、342、343、344、345、346根据LC混合物120的固有旋转方向360被略微旋转。参考图3，LC混合物120的固有旋转方向360是左旋的，并且随着LC材料300的分子和手性材料310的分子改变方向(即旋转)、沿着手性轴线350从一个假想平面340、341、342、343、344、345、346移动到下一个假想平面时，LC混合物120的固有旋转方向360被示出。

固有旋转方向

手性材料310具有固有的(即内建的)扭转，且当如图3所示LC混合物120未受到显示装置100的外部取向力作用时，手性材料310对LC混合物120引起扭转(固有旋转方向360或特定定向，例如右旋定向或左旋定向)。

手性材料310确定LC混合物120的旋向性(即，手性)。手性引起从一个假想平面340、341、342、343、344、345、346到下一个假想平面的有限方位角扭转360，从而沿着层的法线产生分子轴线的螺旋扭转。LC混合物120的固有旋转方向360是LC材料300的分子以及手性材料310的分子沿着手性轴线350的扭转的方向。

手性材料310确定LC混合物120的固有间距Po和固有旋转方向360。将手性材料310添加到LC材料300中导致LC混合物120具有与LC混合物120的固有旋转方向360相关联的固有间距Po。

固有间距Po

特别地，LC材料300的分子和手性材料310的分子在假想平面340、341、342、343、344、345、346中组织，在假想平面340、341、342、343、344、345、346中没有位置排序，而是与从一个假想平面340、341、342、343、344、345、346到下一个假想平面变化的指向矢轴线370取向或对准。例如，在每个假想平面340、341、342、343、344、345、346中的分子的指向矢轴线370垂直于手性轴线350。指向矢轴线370沿手性轴线350移动的变化实际上倾向于是周期性的。这种变化的周期(完成360°的完整旋转的距离)被称为间距Po。在图3中，因为LC混合物120不受显示装置100的取向涂层170、180的任何取向影响，所以间距Po被称为LC混合物120的固有间距Po。

限定手性材料310的浓度的工业标准方法是指示LC混合物120的固有间距Po的值。固有间距Po(一个间距长度)是对于LC材料300的分子和手性材料310的分子的完整的360度旋转沿着螺旋轴线(例如手性轴线350)的距离，如图3所示。

螺旋间距Po是手性材料310的螺旋扭转力(HTP)和LC混合物120中的手性材料310的浓度(C)的函数。固有间距Po可以被计算为Po＝[HTP·C]

基于这种关系，可以制备具有不同间距值Po的LC混合物120。此外，LC混合物120的旋转方向360可以通过手性材料310的选择来确定。固有间距Po对于右旋固有旋转方向360为正的，对于左旋固有旋转方向360为负的。对于图3中的示例，固有旋转方向360是左旋的。

LC混合物的手性材料的选择

根据本发明，LC混合物120包括至少一种类型的LC材料300和至少一种类型的手性材料310。

例如，LC混合物120可以包括LC材料300，LC材料300包括其它LC材料或物质，或者已与其它LC材料或物质组合或混合。

旋转方向

在本发明的实施例中，LC混合物120的结构旋转方向220至少部分归因于取向涂层170、180。当LC混合物120被放置在显示器100中时，显示装置100使LC混合物120以右旋或左旋的方式扭转或旋转。

然而，为了清楚起见，显示导出旋转方向220是通过显示装置100中的LC材料300来描述的。

LC显示装置100被设计成使得，当LC材料300或物质通过例如显示装置100的每个衬底130、140上的取向涂层170、180被放置在显示装置100中时(即，显示导出旋转方向)，根据显示导出旋转方向220，LC显示装置使LC材料300或物质以右旋或左旋的方式扭转或旋转。

手性材料310被选择成使得，独立于显示装置100，LC混合物120具有与显示导出旋转方向220相反的固有旋转方向360。

手性材料310引起LC材料300左旋或右旋，使得由于手性材料310的添加，所得到的LC混合物120具有固有旋转方向360。例如，Merck KgaA提供手性材料S-811、R-811、S-1011和R-1011，其中S-前缀和R-前缀分别表示左旋螺旋扭转力和右旋螺旋扭转力。在本发明的一个实施例中，使用至少一种Merck KgaA，即手性材料S-811、R-811、S-1011以及R-1011中的至少一种。

然而，本领域普通技术人员应当理解，可以使用其它手性材料或手性材料的混合物。

当在LC显示装置100中使用LC混合物120(即，至少包括LC物质或LC材料300和手性材料310或物质的LC混合物)时，由例如LC显示装置100中的取向涂层170、180施加在LC混合物120上的力在LC混合物120上引起结构旋转方向220，该结构旋转方向克服、变化或改变当LC混合物120在显示装置100外部时的固有旋转方向360并且与该固有旋转方向360相反。

图4的方法

根据示例性方法400的第一步骤410，通过取向涂层170、180的预倾斜角θ1、θ2和方位角方向来确定显示装置100的结构旋转扭转角Φ和方向220。根据示例性方法400的第二步骤420，将具有相反的固有旋转方向360的手性材料310添加到LC材料300中，以形成LC混合物120。

例如，如果显示装置100中的LC材料300的结构旋转方向220为右旋的，则在本发明的一个实施例中，将左旋手性材料310(例如，S标记的手性材料)加入LC材料300中，以形成LC混合物120。

在另一实施例中，如果显示装置100中的LC材料300的结构旋转方向220为左旋的，则在本发明的一个实施例中，将右旋手性材料310(例如，R标记的手性材料)添加至LC材料300中，以形成LC混合物120。

一旦根据方法400的第三步骤430确定了将要添加到LC材料300中的手性材料310的旋向性，就可以从具有该旋向性的手性材料310的组中选择手性材料310。

固有间距Po和d/Po比

一旦选择了手性材料310，根据示例性方法400的第四步骤440，可以基于LC混合物120的期望的固有间距Po，并且更具体地基于期望的d/Po比，从其螺旋扭转力HTP确定手性材料310的浓度(C)。

d/Po比是当LC混合物120在显示装置100中时的厚度(d)(即，显示装置100的单元间隙或单元间距)与LC混合物120的固有间距Po的比。这样，d/Po比既表示显示器件100中的LC混合物120的厚度(d)或显示器件100的单元间隙，还表示LC混合物120的固有间距(Po)。

通常，可以选择厚度(d)和固有间距(Po)中的一个或两个以实现期望的d/Po比。根据示例性方法400，对于显示装置100中的给定厚度d，可以选择手性材料310的浓度(C)以为LC混合物120提供落入d/Po比的所需范围内的固有间距Po。特别是，已知所选的手性材料310的螺旋扭转力(HTP)，手性材料310的浓度(C)可以根据C＝(d/Po)[d·HTP]

图5至图9 d/Po比对于倾斜角、对比度、和通过率的影响

如下面参考图5至图6所述，在期望的d/Po比下提高了显示器件100的对比度。特别地，如下面关于图7至图8和图2的LC指向矢场210所述，在LC混合物120的层的主体中的LC指向矢214的LC倾斜角θ显著减小，同时表面接触式指向矢212、216的预倾斜角θ1、θ2保持很大。在LC混合物120的层的主体中的LC指向矢214的较低的倾斜角θ提供了较高的对比度，而同时在取向涂层170、180处的表面接触式指向矢212、216的较大的预倾斜角θ1、θ2抑制了像素间缺陷和取向失准。

图5至图9显示器中的LC混合物的图形表示

图5至图9表示包含各种LC混合物120(包括上述的LC混合物)的各种显示装置100的性能测量值，包括对比度、倾斜角和通过率，并由此产生各种d/Po比。

在图5至图9中，正的d/Po比值表示显示装置中的LC混合物的旋转扭转方向和(具有手性的)LC混合物的固有扭转方向具有相同的旋向性或方向。值得注意的是，因为相同的旋向性，根据上述方法400不使用正的d/Po值。然而，提供这些d/Po比是为了说明针对相反的旋向性的改进的对比度。

根据本发明，负的d/Po比对应于相反的旋向性的情况。换句话说，当LC混合物120承受LC显示装置100的力或元件(例如，取向涂层170、180)时，LC混合物120的固有旋转方向360与结构旋转方向220是相反的。

图5和图6：对比度相对于d/Po比

通常，期望的d/Po比是显著增加显示装置100的对比度的d/Po比。图5是示出LCoS显示器(例如LC显示器件100)的对比度相对于d/Po比的模拟的曲线图。图5中示出了两条曲线，一条曲线用于根据本发明的利用f/3.2光学器件工作的光学设计，例如投影光学设计，并且另一条曲线用于根据本发明的利用f/2.4光学器件工作的光学设计，例如投影光学设计。

在图5中，很显然，特别是在-0.3的值附近，负的d/Po比的对比度是更大的。当d/Po比从零增加到+0.5时，对比度降低。

此外，小于-0.447的d/Po比是不期望的，因为在该点处LC混合物120的固有扭转方向360克服了90度的结构扭转Φ，并且显示装置100转变到具有错误的结构扭转方向的270度结构扭转Φ(即，与结构扭转方向220相反的结构扭转方向，并且因此与LC混合物120的固有扭转方向360具有相同的结构扭转方向)。

类似地，图6是示出了(来自四个不同的制造批次的)一系列不同显示器的对比度相对于d/Po比的测量值的曲线图。在这些实验中，来自不同批次的一系列结构上右旋的显示单元100填充有包括不同量的左旋手性材料310的LC混合物120。结果，显示装置100覆盖负的d/Po比的范围。

如图6所示，显示装置100的对比度可以通过添加左旋的手性材料310来增加(例如，增加二倍至几乎六倍)。然而，如果d/Po比变得比例如约-0.33小得多，则开始产生向错误的结构扭转方向的转变，并且开始出现缺陷。

在本发明的具有90度的结构扭转的实施例中，d/Po比的值在-0.10和-0.33的范围内，导致产生较高的对比度。例如，图5至图9表示90度的扭转角。

在其它实施例中，结构扭转角在75度至130度的范围内或在82度至98度的范围内。对于较小的结构扭转角，优选的d/Po比会成比例地较小，而对于较大的结构扭转角，优选的d/Po比会成比例地较大。例如，对于75度，d/Po比的值在-0.27到-0.08的范围内；并且，对于130度，d/Po比的值在-0.48到-0.14的范围内。

图7和图8：针对d/Po的穿过LC层的倾斜角

如上所述，在LC混合器120的层的主体中的LC指向矢214的LC倾斜角θ显著减小，而表面接触式指向矢212、216的预倾斜角θ1、θ2被保持很大。

例如，表面接触式指向矢212、216在取向涂层170、180处具有大于或等于2度的预倾斜角θ1、θ2。在取向涂层170、180处的较大的预倾斜角θ1、θ2减少了像素间缺陷和像素边界处的失准。

例如，在LC混合物120的主体中，LC指向矢214具有在1度至8度的范围内的倾斜角θ。

图7是示出当没有电压施加到显示装置100时，对于d/Po比的各种值，穿过LC指向矢场210的(例如，指向矢212、214、216的)倾斜角θ曲线(这里，x轴的值是穿过LC混合物120的厚度d的距离的分数)的模拟。这里，可以看出倾斜角θ如何根据d/Po比在LC混合物120的整个厚度d上改变以及对于相同的d/Po比，LC混合物120中的较低的倾斜角θ如何对应于上述较高的对比度。

继续图7，表面接触式指向矢212、216在两个取向涂层170、180处的预倾斜角θ1、θ2(由x轴上的0.0和1.0的分数值指示)固定在10度处并且独立于d/Po比。取决于d/Po比的值，在LC指向矢场210的中间(x轴上的0.5)，倾斜角θ从10度的边界预倾斜角θ值增大到最大值或从10度的边界预倾斜角θ值减小到最小值。

同样，由于相同的旋向性，根据上述方法400不使用正的d/Po值。然而，这些d/Po比被提供以用于说明相反的旋向性的较低的倾斜角θ。

在不添加任何手性材料310(即d/Po＝0)的情况下，TVAN模式的情况，如美国专利No.8,724,059和No.9,551,901中所述，并且这些专利在此通过引用并入本文，中间层指向矢214的倾斜角θ为大约7.15度，该倾斜角比取向涂层170、180处的10度的值小2.85度。TVAN模式的中间层指向矢214的较小的倾斜角θ导致与VAN模式相比具有较少的暗态光泄漏和较高的对比度的较小的总残余延迟。残余延迟是因为表面接触式指向矢不完全垂直于取向涂层而产生的延迟，但产生较小的预倾斜角。

如图7所示，将d/Po比减小到零以下导致，对于更高的对比度，中间层指向矢214的倾斜角θ更低，并且残余延迟更小。最后，对于d/Po＝-0.447，中间层指向矢214的倾斜角θ变为零。将d/Po比减小到-0.447以下会导致转变到具有错误的结构扭转方向的结构扭转角。

将d/Po比增加到零以上增加了中间层指向矢214的预倾斜角θ，并且对于0.3、0.4和0.5的d/Po值，中间层指向矢214的预倾斜角θ实际上大于边界130、140处的预倾斜角θ。这增加了残余延迟和伴随的漏光，并且降低了对比度。

倾斜角θ对d/Po比的变化的响应定性地解释了图4和5中所示的对比度相对于d/Po比的变化。较低的倾斜角θ导致较高的对比度。

图8示出了当没有电压施加到显示装置100时中间层指向矢214的倾斜角θ对d/Po比的相关性。这里，通过使用大约-0.4到-0.2的范围内的d/Po比，可以实现大约1度到4.5度的范围内的中间层指向矢214的倾斜角θ。同样，由于相同的旋向性，根据上述方法400不使用正的d/Po值。然而，这些d/Po比是为了说明相反的旋向性的较低的倾斜角θ而提供的。

图9：d/Po对通过率的影响

图9示出了当电压施加到显示装置100时，通过率或偏振转换效率对d/Po比的相关性。通过使用在-0.4至-0.2之间并包括-0.4和-0.2的范围内的d/Po比，可以实现接近100％的LCoS通过率。同样，由于相同的旋向性，根据上述方法400不使用正的d/Po值。然而，提供这些d/Po比是为了说明相反的旋向性的较高的通过率。

结论

对于本领域技术人员来说，在不背离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因此，只要本发明的修改和变型落在所附权利要求及其等同物的范围内，本发明就旨在覆盖本发明的修改和变型。