액정은 독특한 물리적 특성 덕분에 중요한 광학 제어 장치의 한 종류로 발전해 왔으며, 염료 첨가 액정(Dye-Doped Liquid Crystal, DDLC)은 전기 제어 광 세기 조절을 구현하는 중요한 기술 경로 중 하나입니다. 꼬임 네마틱상(Twisted Nematic, TN) 염료 액정 장치에서 광학 회전 효과와 염료의 이방성 흡수 결합 간에 정량적 이론적 연관성이 부족한 문제를 해결하기 위해, 본 논문은 흡수 손실을 포함한 TN형 액정 복소 존스 행렬 이론 모델을 구축하고, 단층 TN과 편광판(TN+P) 조광 구조의 암상 투과율 해석식을 세우며, 꼬임각, 액정 셀 두께, 염료 흡수 계수 및 이중 굴절이 장치 광학 성능에 미치는 조절 규칙을 체계적으로 연구하였습니다. 상용 양성 염료 첨가 액정을 핵심 재료로 하여 Techwiz LCD 1D 광학 시뮬레이션과 샘플 실험 제작을 결합하여 이론, 시뮬레이션 및 실험의 폐회로 검증을 완료하였습니다. 이론 계산 결과는 액정 꼬임 구조가 빛의 경로를 따라 광 편광의 진화를 변화시켜 염료의 효율적 흡수 매칭 조건을 파괴하여 암상 누설광을 초래함을 보여주었으며, 높은 이중 굴절 물질은 광학 회전 효과를 강화하여 광 흡수 효율을 높였습니다. 소프트웨어 시뮬레이션 결과와 대비 각도는 꼬임각 도입이 암상 투과율을 증가시키고 장치 성능을 저하시킨다는 것을 추가로 입증하였습니다. 두께가 각각 5 μm, 8 μm, 10 μm이고 꼬임각이 0°~360°인 다양한 샘플을 제작하였으며, 실측 결과 10 μm 두께, 꼬임각 0°에서 장치 암상 투과율이 1.03%로 가장 낮아 차광 성능이 가장 우수함을 확인하였고, 8 μm 장치의 응답 시간은 모두 50 ms 이내이며, 90° 구조는 꼬임 탄성 복귀로 인해 하강 과정이 가장 느렸습니다. 본 논문은 꼬임 염료 액정의 광학 정량적 분석 체계를 완성하여 고차광, 전기 제어 연속 조절 염료 액정 스마트 윈도우 및 광 밸브 장치의 구조 설계에 완전한 이론적 근거와 실험적 지원을 제공합니다.

염료 첨가 액정;TN 구조;복소 존스 행렬;투과율 조절;광학 시뮬레이션