СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ НГТУ. – 2008. – № 2(52). – 47–52
УДК 532.783
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
МУЛЬТИДОМЕННЫХ ЖК-СТРУКТУР
А. В. МОРОЗОВЁ, Д. С. КУРДЮМОВ©
Приведены результаты экспериментальных исследований электрооптических свойств мультидоменных жидкокристаллических структур, изготовленных с использованием поверхностно-активных веществ. Описана методика одноконстантного моделирования электрооптических свойств мультидоменных ЖК-структур. Проанализированы результаты теоретических и экспериментальных исследований.
ВВЕДЕНИЕ
Жидкие кристаллы широко используются в различных оптических устройствах (пространственно-временные модуляторы света, устройства формирования изображения, адаптивные дифракционные элементы). В большинстве таких устройств применяются электрооптические эффекты, наблюдающиеся в ЖК-ячейках с однородно ориентированным нематиком. Однако в ряде случаев применению таких ячеек препятствует ряд недостатков. Так, например, основные недостатки ЖК-дисплеев с однородной начальной ориентацией – малый угол обзора и неравномерная диаграмма направленности.
Одно из перспективных направлений в развитии ЖК-технологий – применение в оптических устройствах мультидоменных структур (МД-структур).
В этом случае ЖК-ячейка содержит несколько областей (доменов) с различной исходной ориентацией молекул. Формирование такой доменной структуры осуществляется в процессе изготовления оптического устройства. Применение МД-структур при производстве дисплеев позволило увеличить угол наблюдения и улучшить контрастные характеристики [1].
Основным способом формирования МД-структур является метод фотоориентации. Применение этого метода ограничено высокой стоимостью и малой доступностью фотоориентантов. В связи с этим становится актуальным поиск более дешевых, доступных и технологических подходов к формированию МД-структур, а также исследование их физических характеристик.
1. ЭКСПЕРИМЕНТ
На кафедре общей физики НГТУ разработана технология формирования МД-структур с использованием поверхностно-активных веществ (ПАВ) [2]. Данная МД-структура является совокупностью областей с различной однородной ориентацией. Каждому типу ориентации соответствует своя энергия связи ЖК с подложкой. Применение ПАВ позволяет регулировать эту энергию связи [2].
В основе экспериментальных исследований лежит работа [2]. С применением описанной в этой работе методики были проведены исследования влияния величины модуля диэлектрической анизотропии на распределение относительной фазовой задержки в переходной области МД-структур, расположенных в электрическом поле. Для этого эксперименты проводились с двумя группами ЖК-материалов: ЖК с диэлектрической анизотропией |Δε|→0 и ЖК с Δε>>0.
Установлено, что независимо от МД-структуры и Δε в ЖК-ячейке можно условно выделить две зоны: область с однородной переориентацией молекул и переходную область, расположенную вблизи доменной стенки. При подаче управляющего напряжения характер переориентации в этих зонах различен. Для областей молекул с однородной переориентацией (на значительном удалении от доменной стенки) относительная фазовая задержка ΔΦ(U)/ΔΦmax полностью совпадают с аналогичными характеристиками типичных однородно ориентированных ЖК-ячеек (рис. 1).
Для ячеек, заполненных ЖК с малой Δε, при значениях управляющего напряжения в диапазоне от 0 до пороговых значений U0 происходит значительное расширение переходной области, в то время как для ячеек, заполненных ЖК с большой Δε, это расширение незначительно.
Рис. 1. Наблюдаемая в скрещенных поляризаторах граница между гомеотропной и гибридной областями при допорого-
вом напряжении
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ
Если Вы желаете скачать полную версию статьи, пройдите регистрацию на сайте http://sbornik. infoterra. ru/reg. php
♦ Ассистент кафедры общей физики, канд. техн. наук
♥ Магистрант кафедры конструирования и технологии радиоэлектронных средств
