Тип публикации: отчёт о НИР
Год издания: 2018
Ключевые слова: жидкий кристалл, межфазная граница, ориентационная структура, граничные условия, холестерик, оптическая текстура, поверхностное сцепление, поляризационная микроскопия, электрооптика
Аннотация: Были исследованы жидкокристаллические ячейки с тангенциально-коническими граничными условиями. ЖК ячейки состояли из двух стеклянных подложек с прозрачными ITO электродами на внутренних сторонах и слоя нематического или холестерического ЖК между ними. Для формирования в ячейках тангенциально-конических граничных условий на одну подПоказать полностьюложку наносилась пленка поливинилового спирта (ПВС), на вторую – пленка полиизобутил метакрилата (ПиБМА). Исследовались ячейки холестерика с соотношением толщины слоя ЖК к шагу холестерической спирали d/p в диапазоне от 0.14 до 2.92. Методами поляризационной микроскопии и численного моделирования исследованы формирующиеся ориентационные структуры ЖК ячейки нематика и холестерика с соотношением d/p в диапазоне от 0.14 до 2.92. В нематических ячейках формируются доменные структуры с различным углом наклона директора. Данный эффект проявляется и в ячейках с d/p = 0.14. Однородная монодоменная закрученная структура формируется при d/p = 0.28. При d/p = 0.44 формируется структура с линиями дефектов, которые могут образовывать вытянутые петли. При d/p ≥ 0.60 в ячейках толщиной 6.5 мкм формируется периодическая структура с периодом, равным примерно 2p. Обнаруженно, что дополнительным параметром, определяющим формирующуюся структуру, является толщина слоя ЖК (шаг спирали холестерика). Методом вращающегося анализатора исследована топология распределения поля директора на подложке с коническим сцеплением. Исследовано влияние электрического поля на формирующиеся ориентационные структуры. Обнаружено, что под действием электрического поля, в холестерике с тангенциально-коническими граничными условиями происходит изменение азимутального угла закрутки директора на подложке с коническим сцеплением. Для ориентационных структур с линиями дефектов, приложение электрического поля приводит к изменению их длинны, как в положительную, так и отрицательную сторону, в зависимости от величины приложенного напряжения. Для образца с d/p = 0.44 измерена зависимость скорости изменения длинны линий в зависимости от приложенного поля. Показано, что в случае периодических структур (d/p ≥ 0.44), не только скорость, но и направление роста линий дефектов зависит от величины приложенного электрического напряжения. Так, для ячеек с толщиной ЖК слоя 6.3 мкм и d/p = 0.60 в диапазоне напряжений от 0 до 1.3 В происходит увеличение длинны линий (рост линий). Для этого диапазона напряжений, угол между направлением, вдоль которого происходит рост линий дефектов, и направлением натирки пленки ПВС изменяется в диапазоне от 80 до 0 градусов. После выключения поля, при котором происходил рост линий, их ориентация практически не изменяется. Были теоретически рассчитаны и измерены изменения поляризации света, прошедшего через ЖК ячейки с бездефектной закрученной структурой холестерика, обусловленные переориентацией директора под действием электрического поля. Исследованы характеристики света, дифрагированного на фазовой дифракционной решетки, представляющей собой периодическую структуру, формирующуюся при тангенциально-конических граничных условиях с d/p ≥ 0.64 (d = 6.7 мкм). Наблюдаемая дифракционная картина симметрична относительно нулевого максимума, экспериментально измерена поляризация света первых 8 дифракционных максимумов, показано, что максимумы первого порядка линейно поляризованы. Была получена периодическая структура путем увеличения длины линий дефектов при напряжении 1.05 В. В этом случае дифракционная решетка оказывается ориентирована под другим углом по отношению к натирке, по сравнению с исходной решеткой. Для такой решетки была получена зависимость интенсивности дифракционных максимумов от величины приложенного напряжения.