胆甾相液晶的结构比向列相和近晶相复杂很多,胆甾相中的分子成层状排列,每层中的分子平行排列,且各层之间排列方向存在微小的夹角(约1/6°至1/3°),各层分子总体上呈螺旋状排列,这样在经过一定数量的层后,分子排列方向与第一层相同,形成周期性螺旋结构。我们将胆甾相液晶中分子螺旋旋转一周后上升的距离称为螺距P。
由于胆甾相液晶各层分子排列方向不同,因此只有排列方向相同的两层液晶的反射光具备干涉条件,即分子排列方向相隔180°的两层液晶(距离为螺距P 的一半)形成了布拉格反射结构,胆甾相液晶的反射的中心波长λ与折射角θr之间的关系[1]:
式(1)
由上式可知,当入射光与胆甾相液晶的螺距方向存在夹角时,等效于螺距减小。且随着夹角的增大,螺距将持续减小,导致反射光波长逐渐向短波移动。根据反射定律,入射光角度与反射光角度相同,因此以观察者的身份来讲,随着观察角度的不断倾斜,反射到观察者眼中的光将逐渐从长波变为短波,这意味着颜色的改变。我们将这种随观察角度变化而发生颜色改变的现象称为“变角易色”。“变角易色”是胆甾相液晶的重要光学性质。另一方面,由于胆甾相液晶并不吸收光,因此其透射光为反射光的互补色。
基于Adiabatic跟随效应[2],螺旋结构还赋予胆甾相液晶圆二色反射性:不管液晶分子是左旋还是右旋,白光入射到胆甾相液晶中
由于胆甾相液晶各层分子排列方向不同,因此只有排列方向相同的两层液晶的反射光具备干涉条件,即分子排列方向相隔180°的两层液晶(距离为螺距P 的一半)形成了布拉格反射结构,胆甾相液晶的反射的中心波长λ与折射角θr之间的关系[1]:
由上式可知,当入射光与胆甾相液晶的螺距方向存在夹角时,等效于螺距减小。且随着夹角的增大,螺距将持续减小,导致反射光波长逐渐向短波移动。根据反射定律,入射光角度与反射光角度相同,因此以观察者的身份来讲,随着观察角度的不断倾斜,反射到观察者眼中的光将逐渐从长波变为短波,这意味着颜色的改变。我们将这种随观察角度变化而发生颜色改变的现象称为“变角易色”。“变角易色”是胆甾相液晶的重要光学性质。另一方面,由于胆甾相液晶并不吸收光,因此其透射光为反射光的互补色。
基于Adiabatic跟随效应[2],螺旋结构还赋予胆甾相液晶圆二色反射性:不管液晶分子是左旋还是右旋,白光入射到胆甾相液晶中
