Динамические процессы и вязкоупругие свойства нематических жидких кристаллов, ограниченных фотоориентируемой поверхностью тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ
|
Дубцов, Александр Владимирович
АВТОР
|
||||
|
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2008
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.07
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
0034454Б1
ДУБЦОВ Александр Владимирович
ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ВЯЗКОУПРУГИЕ СВОЙСТВА ИЕМАТИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ, ОГРАНИЧЕННЫХ ФОТООРИЕНТИРУЕМОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
Специальность 01 04 07- физика конденсированного состояния
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
рг^ ОД
2 е АВГ 2008
Москва 2008
003445461
Работа выполнена на кафедре "Биомедицинские приборы и компьютерные технологии" в Московском государственном университете приборостроения и информатики
Научный руководитель
доктор физико-математических наук, профессор Пасечник Сергей Вениаминович
Официальные оппоненты
доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник, Пожидаев Евгений Павлович
доктор физико-математических наук, Яблонский Сергей Валерьевич
Ведущая организация
Самарский государственный университет
Защита cocíоигея «03 » Q\l\üJlüb*t 2008 г в часов на заседании
диссертационного совета Д 212 155 07 при Московском государственном обчастноч университет по адресу 107005, Москва, ут Радио, д 10а
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского Государственного областного университета
Автореферат разослан « 1Ъ> » ЮОАЛ 2008 г
Ученый секретарь
диссертационного совета
кандидат физико-математических наук,
доцент Барабанова Н Н
Актуальность темы. В настоящее время сложно представить современные информационные дисплеи без применения в них жидких кристаллов Работа данных устройств основана на электрооптических эффектах, т е изменении оптических характеристик под действием электрического поля Статическое и динамическое поведение ЖК в электрических полях зависят как от вязкоупругих свойств ЖК, так и от природы взаимодействия ЖК с поверхностью твердого тела В последнее время был предложен метод фотоориентации, обеспечивающий создание поверхностной ориентации ЖК с заданным направлением и контролируемой силой сцепления
Физические явления на границе раздела ЖК - фотоориентируемый слой описываются совокупностью релаксационных процессов с чрезвычайно широким спектром времен релаксации Наличие такого широкого спектра отражает существование, как процессов, протекающих на мономолекулярном уровне (например, конформационных превращений в слое фотоориен-танта под действием света), так и процессов коллективного взаимодействия упорядоченных структур ЖК и слоя фотоориентанта Результатом данных процессов является возникновение приповерхностных слоев с характерными толщинами, лежащими в нанометровом диапазоне, свойства которых отличаются от объемных свойств ЖК
Выполненные к настоящему моменту исследования, показывают возможность управления поверхностными процессами в приповерхностном слое ЖК с помощью внешних факторов, таких как магнитные и электрические поля В частности, было установлено, что данные поля могут вызывать чрезвычайно медленное изменение поверхностной ориентации, описываемое в терминах скольжения (глайдинга) легкой оси Характерные времена процессов медленной поверхностной релаксации могут достигать десятков часов, что делает достаточно сложным определение контрольных параметров, ответственных за глайдинг легкой оси Недавно было установлено, что поворот легкой оси может быть вызван поляризованным светом с высокой дозой излучения
В связи с этим, выполненное в настоящей работе исследование одновременного (комбинированного) воздействия электрического поля и поляризованного света на слой ЖК, ограниченный фотоориентируемой поверхностью, представляется актуальным, как с точки зрения изучения природы поверхностных явлений в ЖК, так и для использования в современных ЖК технологиях
С появлением технологии фотоориентации открываются новые возможности изучения не только поверхностных, но и объемных вязкоупругих свойств ЖК
В данной работе технология фотоориентации позволила реализовать новую экспериментальную геометрию ЖК ячейки, обеспечивающую исследование динамических процессов и вязкоупругих свойств ЖК, за счет создания с помощью однородного электрического поля, чистой твист деформации с заданной силой азимутального поверхностного сцепления До настоящего
времени данный вид деформации создавался с помощью магнитных полей, что представляло ряд недостатков с точки зрения исследования вязкоупру-гих свойств ЖК
Целью работы является экспериментальное изучение динамических процессов в жидкокристаллических слоях, ограниченных поверхностью с фотоориентируемым покрытием при воздействии электрического поля и поляризованного света для получения новой информации о вязкоупругих свойствах жидких кристаллов и релаксационных параметрах, описывающих медленную поверхностную динамику на границе раздела ЖК - твердое тело
Достижение данной цели включает в себя решение следующих задач
- создание экспериментальных установок и разработка методики исследования комбинированного воздействия электрического поля и поляризованного света на слой ЖК, контактирующий со слоем фотоуправляемого азо-красителя,
- проведение экспериментальных исследований медленной поверхностной динамики в условиях одновременного воздействия дестабилизирующего электрического поля и поляризованного света для установления зависимости характерных времен релаксации от контрольных параметров эксперимента,
- построение, на основе полученных экспериментальных данных, модели медленного азимутального скольжения (глайдинга) легкой оси НЖК под воздействием электрического поля и поляризованного света,
- разработка и теоретическое обоснование новой экспериментальной геометрии, позволяющей с высоким разрешением регистрировать чистую твист деформацию слоя НЖК, вызванную однородным электрическим полем,
- экспериментальная реализация данной геометрии с использованием ЖК ячейки новой конструкции и метода фотоориентации,
- экспериментальное исследование статических деформаций и динамических изменений ориентационной структуры в слое НЖК под воздействием электрического поля и ограничивающих поверхностей,
- разработка, на основе проведенных исследований, нового метода определения вязкоупругих параметров ЖК
Научная новизна полученных результатов состоит в следующем
1 Обнаружен и исследован новый эффект глайдинга легкой оси нематиче-ских жидких кристаллов при комбинированном воздействии электрического поля и поляризованного света на слой ЖК, взаимодействующий с фотоориентируемой поверхностью
2 Впервые экспериментально установлено, что комбинированное воздействие относительно слабого электрического поля и поляризованного света может вызывать чрезвычайно медленные изменения состояния системы с последующей релаксацией в исходное положение после выключения электрического поля и света
3 Установлено, что характерные времена релаксации зависят от набора
контрольных параметров, таких как доза предварительной УФ обработки, интенсивность света, приложенное напряжение, время экспозиции
4 Обнаружен эффект долговременной оптической памяти, управляемый за счет соответствующего подбора контрольных параметров
5 Реализована принципиально новая, экспериментальная геометрия ЖК ячейки, эффективная при изучении 3-х мерной ориентационной структуры жидких кристаллов, в условиях воздействия ограничивающих поверхностей и электрических полей
6 Впервые в новой геометрии создана и исследована чистая твист деформация НЖК под воздействием однородного электрического поля Данная геометрия обладает высокой чувствительностью оптического отклика к малым изменениям азимутального угла и позволяет определять вязкоуп-ругие параметры ЖК (модуль упругости франка К22 и коэффициент вращательной вязкости •/])
Практическая ценность заключается
- в обнаруженном эффекте управляемой долговременной памяти с временами достигающими сотен часов На основе данного эффекта могут быть предложены устройства для хранения информации с контролируемой по времени длительностью,
- в разработанной конструкции ЖК ячейки, позволяющей реализовать новую, экспериментальную геометрию, эффективную при определении важнейших материальных параметров ЖК с использованием электрического поля
Автор защищает:
1 Результаты методических разработок и экспериментальных исследований динамических процессов и вязкоупругих свойств НЖК
2 Результаты исследования медленной поверхностной динамики НЖК при комбинированном воздействии электрического поля и поляризованного света
3 Предложенную модель, описывающую глайдинг легкой оси НЖК с учетом взаимодействия НЖК со слоем фотоориентанта
4 Новый метод определения вязкоупругих свойств ЖК
Апробация работы. Основные результаты работы отражены в 13 научных публикациях и докладывались на 21-й международной конференции по жидким кристаллам (Колорадо, США, 2005), 9-й европейской конференции по жидким кристаллам (Лиссабон, Португалия 2007), 11-й международной конференции по оптике жидких кристаллов (Флорида, США, 2005), 15-м международном симпозиуме "Перспективные дисплейные технологии" (Москва, 2006), 10-м азиатском симпозиуме по информационным дисплеям (Сингапур, 2007), международной конференции "Евродисплей" (Москва, 2007), 22-й международной конференции по жидким кристаллам (Jeju Island, Корея, 2008)
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, 2 приложений Объем диссертаци-
онной работы составляет 125 страниц машинописного текста и включает 45 иллюстраций, 4 таблицы, список литературы из 105 наименований
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели работы, показана научная новизна полученных результатов и их практическая ценность, изложены защищаемые положения
Первая глава посвящена литературному обзору теоретических и экспериментальных работ по взаимодействию нематических жидких кристаллов с фотоориентируемой поверхностью Особое внимание уделено описанию механизмов фотоориентации Подробно рассмотрен эффект скольжения легкой оси под воздействием электрических и магнитных полей Рассмотрена возможность использования технологии фотоориентации ЖК для создания устройств многократной записи информации
В результате проведенного обзора теоретических и экспериментальных работ сформулирована цель и задачи исследования Для исследования динамических процессов и вязкоупругих свойств ЖК, взаимодействующих с фотоориентируемой поверхностью, были выбраны нематические жидкие кристаллы с положительным значением анизотропии диэлектрической проницаемости, на основе азоксисоединений (ЖК 616, ЖК 654) и бифенилов (ЖК 1289, 5СВ) В качестве фотоориентируемого материала выбран азокра-ситель Б01, преимуществами которого являются химическая стабильность и возможность получения поверхностной ориентации с силой сцепления изменяемой вплоть до значений, характерных для натертых пленок полиимида Во второй главе описана экспериментальная установка и методика проведения экспериментов
Для исследования динамических процессов и вязкоупругих свойств НЖК использовался метод поляризационной микроскопии Экспериментальная установка основана на базе поляризационного микроскопа, соединенного с цифровой фотокамерой Первичные экспериментальные данные были получены в виде микроскопических изображений ЖК ячеек
В работе использовались два типа ЖК ячеек Первый тип- с так называемым 1РБ- включением (когда электрическое поле направлено в плоскости слоя) На нижнюю стеклянную подложку (1,1 мм) с напыленным прозрачным, токопроводящим покрытием 1ТО в виде отдельных электродов с межэлектродными промежутками шириной § = 50 мкм, наносился слой фото-ориентанта с последующей засветкой УФ излучением, с различной дозой Ор= 0-5 Дж/см2 На верхнюю подложку без токопроводящего покрытия была нанесена пленка полиимида с последующим натиранием для обеспечения сильного поверхностного сцепления Зазор ячеек задавался с помощью прокладок (спейсеров) толщиной с1 = 18 мкм Таким образом, были подготовлены ячейки с сильным и слабым поверхностным сцеплением
ъ
б)
Электроды
Направление обзора
11111
Направление молекул ЖК под воздействием поляризованного света
Исходное направление директора п Направление электрического поля
/
Межэлектродные промежутки
лолюшида у
Рис. 1. ЖК ячейки: а) для исследования комбинированного воздействия электрического поля и поляризованного света на слой НЖК (ЖК 616 и ЖК1289); б) новая конструкция с узким каналом прямоугольного сечения для исследования динамических процессов и вязкоупругих свойств (геометрия "б").
Второй тип- принципиально новая конструкция ЖК ячейки. Ячейка (рис.1б) состоит из канала прямоугольного сечения сформированного двумя парами подложек из стекла. Верхняя и нижняя подложки толщиной 1,1 мм покрыты прозрачным токопроводящим слоем 1ТО для обеспечения электрического поля внутри канала и обработаны хромоланом для получения гомеотропной ориентации (во избежание возможных линий дисклинаций). Две другие подложки с полированными гранями внутри канала обработаны с помощью технологии фотоориентации, обеспечивающей планарную ориентацию, и сжаты между первой парой подложек. Таким образом, сформирован узкий канал прямоугольного сечения с постоянной толщиной с! и шириной Ь, линейно зависящей от координаты у (либо постоянной). Описанная конструкция обеспечивает условие малости аспектного отношения г = Ь/У (г«1), что играет ключевую роль в проводимых экспериментах. В данном случае электрическое поле Е внутри канала является однородным и определяется как обычное поле в плоском конденсаторе. Кроме того, в экспериментах использовались каналы с размерами Ь и с1, обеспечивающими прозрачность ЖК слоя в г и х направлениях.
Для получения качественной и количественной информации в экспериментах с новой конструкцией использовалось 3 вида ячеек с различной геометрией канала (рис. 2). Малый угол клина (около 0,5 градусов) позволяет рассматривать противоположные полированные грани, как локально параллельные, упрошая описание рассматриваемых процессов (геометрия "а").
Ai
/V"
Ф ! у
ф(х) а, в)
, I
Ч>
> I /III I i
Р
| Ж
1 v
щ
фМ
Рис. 2. Распределение ориентации внутри канала ЖК ячеек (рис. 16) с различными граничными условиями и геометрическими размерами: а) геометрия "а"- канал клиновидного сечения b = 0-180 мкм, d = 270 мкм, с симмет-
ричными граничными условиями (р0= 10° и сильным азимутальным сцеплением (ЖК 654); б) геометрия "б"- Ь = 62 мкм, с! = 270 мкм, с несимметричными граничными условиями ф0= 25° (5 СВ); в) геометрия "в"- Ь = 130 мкм, с! = 1 мм, с симметричными граничными условиями, где ф0 = 21° (ЖК 616).
U(t)
Воздействие электрического Электрическое поле Электрическое поле выключено,
* 1(*> \ поля и света Электрическое поле и свет ) |(() включено ч ч процесс релаксации
ч выключены, процесс 4 4
релаксации
Исходное положение УШ Ч.. / \ / \
Сильное сцепление (фотоориентация!
Поверхностный слой молекул ЖК
Сильное сцепление
"V
1
i ЖК * * 1
Стеклянные стенки канала
Слабое сцепление (фотоориентация)
Рис. 3. Геометрия эксперимента для исследования комбинированного воздействия электрического поля и поляризованного света с микроскопическими изображениями в различные моменты времени.
Рис. 4. Распределение директора в каналах (рис. 2) при различных граничных условиях и в различные моменты времени: а,в) симметричные граничные условия; б) несимметричные граничные условия. Ячейки расположены под углом 45° относительно скрещенных поляроидов.
В третьей главе приведены результаты экспериментального и теоретического исследования воздействия электрического поля и поляризованного света на слой НЖК, взаимодействующий с фотоориентируемой поверхно-
стью.
Приложение к электродам ячейки переменного электрического поля (10... 100 В) с частотой 3 кГц приводит к появлению в скрещенных поляроидах (рис. 3) в области межэлектродного промежутка светлой полосы. После выключения поля система релаксирует в исходное темное положение в течение 1 ...60 с.
Обнаружено, что такой «быстрый» характер зависимости интенсивности света от времени существенно изменяется, если ячейку подвергнуть одновременному воздействию электрического поля и поляризованного света с плоскостью поляризации, направленной вдоль исходной планарной ориентации. В этом случае, после выключения электрического поля, наблюдалось очень медленное (от 30 мин до 550 часов) изменение яркости изображения межэлектродного промежутка в области одновременного воздействия электрического поля и света. Характерные времена таких процессов зависят от набора контрольных параметров: электрического напряжения и; времени экспозиции 1ехр, соответствующего одновременному воздействию электрического поля и поляризованного света; интенсивности света Ь; дозы предварительного УФ облучения Эр. На рис. 4,5 представлены зависимости интенсивности света от времени при различных значениях контрольных параметров.
Электрическое поле выключено
а) МИН б) МИН в)
Рис. 4. Микроскопические изображения межэлектродного промежутка ячейки (рис. 1а) с ЖК 616 после выключения электрического поля и света, Dp = 0,25 Дж/см2, U = 50В, texp = 20 мин: а) 12 = 0 — отдельное воздействие электрического поля; б) в присутствии света (комбинированное воздействие) 12 = 30 мВт/м-; в) комбинированное воздействие с интенсивностью 12 = 74 мВт/м2.
Рис. 5. Зависимость интенсивности света от времени l(t), полученная после обработки цифровых изображений (рис. 4), линии аппроксимации соответствуют экспоненциальному закону: I(t) = I0 + A^xpf-t/i]) + A2exp(-t/x2).
Было установлено, что при дополнительном воздействии света, процесс медленной переориентации легкой оси, после выключения электрического поля и света, имеет место при напряженности электрического поля около 0,2 В/мкм (рис. 5), что существенно меньше значения, соответствующего глай-дингу, вызванному только электрическим полем.
Рассматриваемый процесс может быть критически замедлен при соответствующем подборе контрольных параметров, что открывает возможность создания ЖК устройств с контролируемой по длительности памятью. Характерные времена таких эффектов временной памяти могут достигать сотен часов (рис. 6), что является существенным при их возможном практическом использовании.
Исходное положение 0В 0В
Напряжение включено, мин 45 46
Напряжение выключено, „ мин „ _ 0,25 0,25
1 6
47 41
72 70
118 121
183 168
Рис. 6. Зависимость интенсивности света от времени Г(1) для ЖК 616 после выключения слабого электрического поля (и = 10 В) и света (12 = 74 мВт/м2) с различными временами экспозиции 1:еХр, аппроксимационные
кривые соответствуют альному закону: 1(1) = 10 + А2ехр(-1/т2).
экспоненци-ь А1ехр(4/т1)
Рис. 7. Микроскопические изображения межэлектродного промежутка (ЖК 616), в различные моменты времени (и = 100В, 1ехр = 80 мин, Ь = 74 мВт/м2): а) Эр = 0,25 Дж/см2 и б) Ор = 5 Дж/см2.
Установлено, что глайдинг при комбинированном воздействии электрического поля и света наблюдался и для ЖК 1289, который, в отличие от ЖК 616, не содержит азоксисоединений, эффективно абсорбирующих свет. Таким образом, природа рассматриваемого явления, вероятно, связана с процессами в слое красителя и около поверхностных слоях жидкого кри-
сталла
Несмотря на длительные времена глайдинга, легкая ось всегда возвращалась в исходное положение, те эффекты памяти проявляли временный характер
Рассмотрен сложный динамический процесс, проходящий около поверхности жидкого кристалла - твердого тела, включающий взаимодействие трех молекулярных систем
Первая система (В-система) содержит молекулы ЖК, распределенные в объеме слоя и описывается стандартными континуальными уравнениями (используя, объемный директор пь) с граничными условиями, соответствующими различной поверхностной ориентации
Вторая система (S-система) сформирована молекулами жидкого кристалла, абсорбированными поверхностью Данная система характеризуется главным молекулярным направлением (легкая ось пе) и собственным поверхностным параметром порядка Молекулярные движения в таких системах замедляются вследствие сильного взаимодействия с молекулами красителя
Система молекул красителя (D-система) может быть также рассмотрена как статистический ансамбль, который упорядочен с помощью освещения поляризованным светом, обеспечивая главную ориентацию молекул красителя (например, п0), ортогональную плоскости поляризации
Рис 8 Модифицированная модель глайдинга легкой оси при дополнительном воздействии света пь- объемный директор, ns— поверхностный директор, пе-легкая ось, п0- единичный вектор начального поверхностного направления, определяемый предварительной УФ обработкой, п2- новое предпочтительное поверхностное направление, вызываемое одно-х временным воздействием электрического поля и поляризованного света
Полученные результаты анализировались в рамках феноменологической модели с учетом процессов, протекающих в трех молекулярных системах и взаимодействия данных систем
Главное предположение вносимое в модель, заключается в введении второго предпочтительного направления п2 (рис 8), вызываемого освещением поляризованным светом и приложенным электрическим полем, и ортогонального к первоначальному поверхностному направлению п0 (определяемому предварительной УФ обработкой)
В этом случае уравнение для моментов, воздействующих на легкую ось пе, примет вид
К22[(я/2)-ф5]/(^-Ь)-(К22/2Ьее'т)51п2фе-уе(5фе/а)=0, (1)
где К.22— модуль упругости Франка, уе- вязкость глайдинга, Ье- экстраполя-ционная длина легкой оси, фе- угол между п0 и пе, ф5- угол между п0 и поверхностным директором п5, И - толщина промежуточного поверхностного слоя, электрическая длина когерентности
Новая эффективная длина Ьсе1Т описывает одновременное воздействие электрического поля и света на легкую ось абсорбированных молекул ЖК, относящихся к положениям с ортогональными ориентациями Таким образом, этот параметр выражен как комбинация первоначальной характерной длины Ье(0> и новой длины Ьс(2)
иЛ= (Ье(2) Ье(0)У( Ье<2>-Ье<°>), (2)
где
Ье(0) = к22т0(Ч ье(2) = к22лу2(Е-ц, (3)
где \¥0(Ь)-сила азимутального сцепления легкой оси, соответствующая исходному направлению п0 и Шг^'1"' — аналогичный параметр, соответствующий новому ортогональному направлению п2
Общее выражение для характерного времени, описывающего конечную стадию релаксации легкой оси после выключения электрического поля и света, имеет вид
Хе° = (УеЬееГУК22 (4)
С учетом ряда приближений было получено следующее выражение для времени релаксации, зависящее от контрольных параметров
Те° = УЛ^О - (3(Е)Е21ехр - (5)
где Е = и/§, и'о - исходное значение силы поверхностного сцепления У/с/1''
В общем случае, эффективная длина зависит от параметров электрического поля (напряжения и и времени экспозиции 1ехр), интенсивности света 12, действующего одновременно с электрическим полем и дозы Ор УФ облучения во время предварительной обработки Статическое и динамическое поведение системы полностью определено этими параметрами
Сравнение экспериментальных (т2) и теоретических (те°/2) времен релаксации (для интенсивности света 12 = 74 мВт/м2, ЖК 616) при различных значениях контрольных параметров представлено в таблице 1
Dp, Дж/см2 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
и, В 10 10 50 50 100
texp, мин 20 80 20 80 20
Т], мин 0,44 0,41 0,81 2,97 35
т2, мин 6,91 21 10,2 141 525
те°/2, мин 8,62 17,9 9,61 136 15,5
Таблица 1 Времена релаксации Ti и т2 при различных контрольных параметрах (получены путем аппроксимации зависимостей I(t) по закону с двумя экспонентами I(t) = I0 + A,exp(-t/T|) + A2exp(-t/x2))
Данная модель объясняет основные экспериментальные результаты исследования глайдинга легкой оси после выключения электрического поля и света, в частности, существенное увеличение времени глайдинга при увеличении интенсивности и времени выдержки (электрического и оптического полей), при одновременном воздействии этих двух факторов. Уменьшение времени глайдинга при возрастании дозы Dp может быть связано с увеличением силы сцепления W0, обеспеченной предварительной УФ обработкой.
Зависимость характерного времени глайдинга те° от напряженности электрического поля и времени экспозиции, рассчитанная в соответствии с
Рис. 9. Характерное время глайдинга те°, как функция силы электрического поля и времени экспозиции при параметрах аппроксимации: те° = 2т2;
ß(E)/W0 =7,57-10"17 В" W; d = 50 мкм;
ß(L)/W0 = 8,21-10"4 м2с"1В"1; 12=74мВ/м2; ye/W0 = 880 с.
выражением (5), показана на рисунке 9.
В четвертой главе приведены результаты исследования динамических процессов и вязкоупругих свойств нематических жидких кристаллов в новой экспериментальной ЖК ячейке.
На рисунке 10 показаны микроскопические фотографии канала, полученные вдоль направления оси 2 (геометрии "б" рис. 46) в естественном свете (рис. 10а) и после обработки изображений с извлечением красного цвета (рис. 106).
а) б)
9 10 70
u,в 0 1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 Рис. Ю. Микроскопические изображения канала при различной напряженности электрического поля а) изображения в естественном свете (RGB), в скрещенных поляроидах; б) в красном цвете после цифровой обработки.
Данная конструкция ЖК ячейки позволяет визуально отображать поверхностный слой, толщина которого соответствует электрической длине когерентности
На основе проведенной обработки изображений получены численные значения координат х, соответствующих положению интерференционных максимумов и минимумов интенсивности света
Рассмотрена задача о стационарном распределении директора (зависимости азимутального угла <р от координаты х) с учетом симметричных и несимметричных граничных условий (рис 2абв) Ниже описан последний случай с учетом конечной силы поверхностного сцепления задаваемой фотоориентируемой поверхностью Зависимость ф(х) определяется соотношением
Ф(х) = СзЬ(х/9, (6)
где
С = Фо^/[ЦсЬ(Ь/0+^Ь(Ь/ад, (7)
^=(1/Е)(К22/£0Ае)1/2 (8)
Е = и/с! - напряженность электрического поля, Де- анизотропия диэлектрической проницаемости, Ц- экстраполяционная длина, связанная, с силой сцепления соотношением
Ь5=(к22/\У) (9)
Разность фаз между обыкновенными и необыкновенными лучами, распространяющимися в направлении г, определяется соотношением
5 »(2лс1Лп/?,)51п2[ф(х)] « (2лс1Лп//,)[ф(х)]2 (10)
Полученное выражение позволяет объяснить, наблюдавшуюся экспериментально, интерференционную картину и ее изменения с увеличением напряжения Выражение (10) позволяет рассчитать значения электрической длины когерентности !;, используя координаты интерференционных экстремумов Для максимумов
[5Ь2 (хт /¡;)]/[5Ь2 (х„ / 9] = (2т-1)/(2п-1), (11)
для минимумов
[8Ь2(хт/^)]/[5Ь2(хп/^) = ш/п, (12)
где ш,п = 1,2,3 . - номер экстремума
Полученные значения электрической длины когерентности позволяют определить в соответствии с (8) отношение К22\Де и вычислить, при известном Де, значение модуля упругости Франка К22 Результаты такого расчета приведены в таблице 2
Используя среднее значение К22, были рассчитаны зависимости интенсивности света от координаты х, которые находятся в качественном соответствии с экспериментальными результатами для участков с различной дозой предварительного УФ облучения
Экспериментальная и теоретическая зависимости интенсивности света от координаты х при различных значениях напряжения и и дозы предварительной засветки Эр показаны на рисунке 11
гаах тт Х1 шах х2тах хГп тт х2
Г-1
о "й о. о со Э СО I < <2 " X X ^ ь X - ГЧ 1 у 2 X X я™" * ь X со <„ - X I ^ О X "Й 2
0,25 4,5 2,86 3,29 3,14 3,61 3,28 3,77 7x10_б 11,28
5 3,06 3,52 2,97 3,42 3,45 3,98 10,15
0,5 4,5 3,87 3,30 2,71 3,12 3,43 3,94 1,5x10"
5 3,00 3,45 2,93 3,37 3,22 3,7 5
Таблица 2. Рассчитанные значения электрической длины когерентности, модуля упругости Франка К22, силы азимутального сцепления XV. Среднее
значение К22= (3,55± 0,43)х10 независимых измерений.
-12
Н находится в соответствии с результатами
и\
0,25 Дж\см
0,5 Дж\см"
4,5В
5В
Рис. 11. Зависимость интенсивности света от координаты х, полученная после обработки изображений (рис. 10а) в синем цвете; непрерывная линия- линия аппроксимации при параметрах: Де= 11,5; Лп= 0,21; 1=462 нм; фо= 25°.
На рисунке 12 показаны изображения канала ячейки с симметричными граничными условиями (рис. 2в) в различные моменты времени после выключения электрического поля.
Рис. 12. Микроскопические изображения канала (в красном цвете), полученные вдоль направления оси 2, после выключения электрического поля, приложенного к ячейке с геометрией "в".
Обработка данных изображений позволила получить временные зависимости интенсивности света при фиксированном значении координаты х.
Анализ данных зависимостей проведен в рамках простой модели релаксации деформированной полем планарной структуры к однородной ориентации, заданной граничными условиями.
В реализованном эксперименте с малыми азимутальными углами, справедливо линейное приближение, при котором изменение угла со временем определяется соотношением:
<р(х,0 = ср0-ф(0)е"'/тсо5(лх/Ь), (13)
где ф(0)- амплитуда первой гармоники в разложении Фурье зависимости ф(х) в начальный момент времени и т0 время релаксации данной гармоники, определяется выражением:
то = У,Ь2/(К22ТО, (14)
где уг коэффициент вращательной вязкости.
Для данного случая фазовая задержка 5 между обыкновенным и необыкновенным лучами описывается уравнением:
5(х,1) = (2яДп/А,)[ф(хД)]2. (15)
Используя известное выражение для интенсивности света, прошедшего через слой ЖК в скрещенных поляроидах:
1(хД) = ^¡п2 [8(х,1)/2], (16)
можно рассчитать время релаксации т0 по временному положению интерференционных максимумов и минимумов согласно соотношению:
т0^-У1п[(^т-^В-фе)/^5п-^В-ф0)], (17)
где, ^„Д,,- временные координаты экстремумов т,п-го порядков, а бт[5п]= 2лт[2лп] - для максимумов и 5т[6п]= 2л(т-1)[2л(п-1)] - для минимумов.
Определив из экспериментальных изображений время появления интерференционных минимумов и максимумов при фиксированной координате х, используя уравнения (17,14), можно рассчитать время релаксации т0 и коэффициент вращательной вязкости у,. Пример такого расчета представлен в таблице 3.
X, мкм уь Пас У:ср Пас
+ тах 12 , - шах 1] а. тах 13 5 . тах 12 а. шах 13 , 1 тах И . тт 12 » . Ш1П Ч . тт г2 > , тах 12 . тт 13 , . тах 12
28 0,236 0,23 0,233 0,236 0,231 0,231 0,233
24 0,259 0,213 0,238 0,245 0,223 0,221 0,233
18 0,247 0,228 0,238 0,249 0,267 0,221 0,242
Таблица 3 Рассчитанные значения коэффициента вращательной вязкости у) при различных координатах х, где С™*, С"'" - время положения интерференционного максимума или минимума
Используя среднее значение коэффициента вращательной вязкости у!Ср, были рассчитаны зависимости интенсивности света от времени при различных координатах х (рис 13)
а) б)
Рис 13 Зависимость интенсивности света от времени при различных координатах х, полученная после выключения электрического поля приложенного к ячейке с геометрией "в", сплошная линия- теоретическая кривая а) х = 28 мкм, б) х = 18 мкм
Основные результаты и выводы.
1 Впервые экспериментально исследованы динамические процессы в поверхностных слоях НЖК, контактирующих с фотоориентируемым покрытием, вызванные одновременным воздействием электрического поля и поляризованного света
2 Обнаружено, что относительно слабые электрические поля (порядка 0,2 В/мкм) в комбинации с поляризованным светом могут приводить к чрезвычайно медленной релаксации системы в исходное положение после выключения поля и света
3 Установлено, что характерные времена медленной релаксации зависят от набора контрольных параметров, таких как доза предварительной УФ обработки, интенсивность света, приложенное напряжение, время экспо-
зиции
4 Надлежащий выбор контрольных параметров, позволяет регулировать время релаксации, соответствующей изменению оптического состояния системы
5 Предложена феноменологическая модель, описывающая основные закономерности процесса медленной релаксации поверхностной ориентации
6 Предложена и экспериментально реализована принципиально новая, нетрадиционная, геометрия эксперимента, позволяющая изучать 3-х мерную ориентационную структуру жидких кристаллов, индуцированную граничными условиями и электрическими полями
7 Новая геометрия обладает высокой чувствительностью оптического отклика к малым изменениям азимутального угла и возможностью создания однородного электрического поля
8 Реализована и исследована простая твист деформация слоя ЖК, вызванная однородным электрическим полем в ячейке специальной конструкции
9 На основе проведенных исследований твист деформации в статическом и динамическом режимах, предложен новый метод определения модуля упругости Франка К22 и коэффициента вращательной вязкости yi ЖК
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:
1 Pasechnik S V , Chigrmov V G , Shmeliova D V , Nasibullaev I Sh , Tsvetkov V A , Kiemenetsky V N , Zhijian Liu, Dubtsov A V, Surface dynamics of Nematic Liquid Crystals at Weak Surface Anchoring // Book of abstracts 11th International Topical Meeting on Optics of Liquid Crystals, Florida, USA,
2005, p SF3
2 Pasechnik S V , Chigrmov V G, Shmeliova D V, Tsvetkov V A, Kremenetsky V N , Zhijian Liu, Dubtsov A V , Slow Relaxation Processes in Nematic Liquid Crystals at a Weak Surface Anchoring // Liquid Crystals,
2006, vol 33, p 175-185
3 Pasechnik S V , Shmeliova D V , Chigrmov V G , Tsvetkov V A , and Dubtsov A V, Liquid Crystal in rectangular channel new possibilities for three dimensional studies // Proceedings of 21st International Liquid Crystal conference, Keystone, Colorado, USA, 2006, p 453
4 SV Pasechnik, DV Shmeliova, VA Tsvetkov, AV Dubtsov, VG Chigrmov Liquid Crystal in rectangular channel new possibilities for three dimensional studies // Molecular Crystals Liquid Crystals, 2007, vol 439, p 59/[1097]-77/[l 115]
5 Pasechnik S V , Shmeliova D V , Tsvetkov V A , Dubtsov A V , Shustrov В A New Geometry for a study of weak anchoring in liquid crystals // Proceedings of 15th International Symposium Advanced Displays Technologies, Moscow, 2006, p 79-83
6 Pasechnik S V , Shmeliova D V , Tsvetkov V A , Dubtsov A V and Shustrov B A New geometry for a study of weak anchoring in liquid ciystals // SPIE, 2007, v 6637, p 66370A
7 Pasechnik S V , Dubtsov A V , Tsvetkov V A , Shmeliova D V , Chignnov
V G Effect of Combined Action of Electric Field and Light on a Gliding of Easy Axis in Nematic Liquid Crystals // Book of abstracts 9th European Conference on Liquid Crystals, 2007, p PD7
10 Pasechnik SV, Dubtsov AV, Tsvetkov VA, Shmeliova DV, Chignnov
V G Combined Action of Electric Field and Light on Nematic Liquid Crystals Oriented by UV-treated Surface // Proceedings of the 10th Asian Symposium on Information Display, Singapore, 2007, p 61-64
11 Pasechnik S V , Dubtsov A V , Panann Y P , Shmeliova D V , Tsvetkov V A , Chignnov V G Influence of Electric Field and Light on an Easy Axis of NLC Confined by Rectangular Channel at Weak Surface Anchoring // Proceedings of 27lh International Display Research Conference, 2007, p 69-72
12 Pasechnik S V , Dubtsov A V , Shmeliova D V , Tsvetkov V A , Chignnov
V G Effect of Combined Action of Electric Field and Light on a Gliding of Easy Axis in Nematic Liquid Crystals // Liquid Crystals, 2008, vol 35(5), p 569-579
13 Sergey V Pasechnik, Alexander V Dubtsov Dina V Shmeliova, Valentin A Tsvetkov, Vladimir G Chignnov // Pure twist deformation of nematic liquid crystals under weak anchoring via new optical geometry, Abstracts of 22nd International Liquid Crystal Conference, Jeju Island, Korea, 2008, p 381
Принято к исполнению 17/07/2008 Исполнено 17/07/2008
Заказ № 604 Тираж 100 экз
Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7766330900 115230, Москва, Варшавское ш , 36 (495) 975-78-56 www autoreferat ru
Введение.
Глава 1 Сцепление нематических жидких кристаллов (НЖК) с фотоориентируемой поверхностью (Обзор литературы).
1.1 Механизмы фотоориентации ЖК.
1.2 Цис-траис изомеризация.
1.2.1 «Управляющая поверхность (command surface)».
1.2.2 Цис-транс изменения в боковых цепях полимеров азо-красителей
1.3 Прямая переориентация хромофорных молекул азо-красителя.
1.4 Энергия сцепления НЖК с поверхностью.
1.5 Глайдинг легкой оси в НЖК.
1.6 Оптическая перезаписываемая технология.
1.7 Вязкоупругие свойства НЖК.
1.8 Постановка задачи, выбор метода и объектов исследования
Глава 2 Экспериментальные установки и методики проведения экспериментов.
2.1 Экспериментальная установка для исследования комбинированного воздействия электрического поля и света па слой НЖК, ограниченный поверхностью с фотоориептацией.
2.1.1 Блок-схема экспериментальной установки.
2.1.2 Конструкция и технология изготовления ЖК ячеек.
2.1.3 Методика проведения экспериментов.
2.2 Установка для исследования вязкоупругих свойств НЖК 58 в повой экспериментальной геометрии
2.1.1 Блок-схема экспериментальной установки.
2.1.2 Конструкции ЖК ячеек и технология их изготовления.
2.1.3 Методика проведения экспериментов.
2.3 Оценка погрешностей измерения.
Глава 3 Изучение комбинированного воздействия электрического поля и поляризованного света на слой НЖК, граничащий с фотоориентируемой поверхностью.
3.1 Воздействие поляризованного света на слой НЖК в отсутствии электрического поля
3.2 Воздействие электрического поля на слой НЖК в отсутствии 71 поляризованного света.
3.3 Медленная поверхностная динамика в слое НЖК при комбинированном воздействии электрического поля и поляризованного света.
3.4 Эффекты долговременной памяти, управляемые воздействием электрического поля и света.
3.5 Теоретическая модель глайдинга легкой оси вызванного электрическим полем.
3.6 Модифицированная модель глайдинга легкой оси при комбинированном воздействии электрического поля и поляризованного света.
3.7 Выводы по третьей главе.
Глава 4 Динамические процессы и вязкоупругие свойства НЖК, ограниченных поверхностью с фотоориентацией, в новой экспериментальной геометрии.
4.1. Электрическое поле внутри канала.
4.2. Жидкий кристалл в узком канале с сильным поверхностным сцеплением под воздействием электрического поля.
4.3. Исследование изменений ориентационной структуры НЖК, вызванных электрическим полем.
4.3.1 Ориентационная структура под действием электрического поля при симметричных граничных условиях.
4.3.2 Ориентационная структура под действием электрического поля при несимметричных граничных условиях.
4.4. Динамика оптического отклика при линейном режиме переориентации ЖК после выключения электрического поля.
Актуальность темы. В настоящее время сложно представить современные информационные дисплеи без применения в них жидких кристаллов. Работа данных устройств основана па электрооптических эффектах, т.е. изменении оптических характеристик под действием электрического поля. Статическое и динамическое поведение ЖК в электрических полях зависят как от вязкоупругих свойств ЖК, так и от природы взаимодействия ЖК с поверхностью твердого тела. В последнее время был предложен метод фотоориептации, обеспечивающий создание поверхностной ориентации ЖК с заданным направлением и контролируемой силой сцепления.
Физические явления на границе раздела ЖК- фотоориентирусмый слой описываются совокупностью релаксационных процессов с чрезвычайно широким спектром времен релаксации. Наличие такого широкого спектра отражает существование, как процессов, протекающих на мономолскулярпом уровне (например, конформационных превращений в слое фотоориентанта под действием света), так и механизмов коллективного взаимодействия упорядоченных структур ЖК и слоя фотоориентанта. Результатом данных процессов является возникновение приповерхностных слоев с характерными толщинами, лежащими в манометровом диапазоне, свойства которых отличаются от объемных свойств ЖК.
Выполненные к настоящему моменту исследования, показывают возможность управления динамических процессами в приповерхностном слое ЖК с помощью внешних факторов, таких как магнитные и электрические поля. В частности, было установлено, что данные поля могут вызывать чрезвычайно медленное изменение поверхностной ориентации, описываемое в терминах скольжения (глайдинга) легкой оси. Характерные времена процессов медленной поверхностной релаксации могут достигать десятков часов, что делает достаточно сложным определение контрольных параметров, ответственных за глайдинг легкой оси. Недавно было установлено, что поворот легкой оси может быть вызван поляризованным светом с высокой дозой излучения.
В связи с этим, выполненное в настоящей работе исследование одновременного (комбинированного) воздействия электрического поля и поляризованного света па слой ЖК, ограниченный фотоориентирусмой поверхностью, представляется актуальным, как с точки зрения изучения природы поверхностных явлений в ЖК, так и для использования в современных ЖК технологиях.
С появлением технологии фотоориентации открываются новые возможности изучения не только поверхностных, по и объемных вязкоупругих свойств ЖК.
В данной работе технология фотоориентации позволила реализовать новую экспериментальную геометрию ЖК ячейки, обеспечивающую исследование динамических процессов и вязкоупругих свойств ЖК, за счет создания с помощью однородного электрического поля чистой твист деформации с заданной силой поверхностного сцепления. До настоящего времени данный вид деформации создавался с помощью магнитных полей, что представляло рад недостатков с точки зрения исследования вязкоупругих свойств ЖК.
Целью работы является экспериментальное изучение динамических процессов в жидкокристаллических слоях, ограниченных поверхностью с фотоориентируемым покрытием, при воздействии электрического поля и поляризованного света для получения новой информации о вязкоупругих свойствах жидких кристаллов и релаксационных параметрах, описывающих медленную поверхностную динамику на границе раздела ЖК-твердое тело.
Достижение данной цели включает в себя решение следующих задач:
- создание экспериментальных установок и разработка методики исследования комбинированного воздействия электрического поля и поляризованного света на слой ЖК, контактирующий со слоем фотоуправлясмого азо-красителя; проведение экспериментальных исследований медленной поверхностной динамики в условиях одновременного воздействия дестабилизирующего электрического поля и поляризованного света для установления зависимости характерных времен релаксации от контрольных параметров эксперимента;
- построение на основе полученных экспериментальных данных модели медленного азимутального скольжения (глайдинга) легкой оси НЖК под воздействием электрического поля и поляризованного света;
- разработка и теоретическое обоснование новой экспериментальной геометрии, позволяющей с высоким разрешением регистрировать чистую твист деформацию слоя НЖК, вызванную однородным электрическим полем.
- экспериментальная реализация данной геометрии с использованием ЖК ячейки повой конструкции и метода фотоорпентации; экспериментальное исследование статических деформаций и динамических изменений ориептационной структуры в слое НЖК под воздействием электрического поля и ограничивающих поверхностей;
- разработка, на основе проведенных исследований, нового метода определения вязкоупругих параметров ЖК.
Научная новизна полученных результатов состоит в следующем;
1. Обнаружен и исследован новый эффект глайдинга легкой оси иематических жидких кристаллов при комбинированном воздействии электрического поля и поляризованного света на слой ЖК взаимодействующий с фотоориентируемой поверхностью.
2. Впервые экспериментально установлено, что комбинированное воздействие относительно слабого электрического поля и поляризованного света может вызывать чрезвычайно медленные изменения состояния системы с последующей релаксацией в начальное положение после выключения электрического поля и света.
3. Установлено, что характерные времена релаксации зависят от набора контрольных параметров, таких как: доза предварительной УФ обработки, интенсивность света, приложенное напряжение, время экспозиции.
4. Обнаружен эффект долговременной оптической памяти, управляемый за счет соответствующего подбора контрольных параметров.
5. Экспериментально реализована принципиально новая, нетрадиционная, геометрия ЖК ячейки, эффективная при изучении 3-х мерной ориентационной структуры жидких кристаллов в условиях воздействии ограничивающих поверхностей и электрических полей.
6. Впервые в новой геометрии реализована и исследована чистая твист деформация НЖК под воздействием однородного электрического ноля. Данная геометрия обладает высокой чувствительностью оптического оiклика к малым изменением азимутального угла и позволяет определять вязкоупругие параметры ЖК (модуль упругости франка К22 и коэффициент вращательной вязкости уi).
Практическая ценность заключается в:
- обнаруженном эффекте управляемой долговременной памяти с временами достигающими сотен часов. На основе данного эффекта могут быть предложены устройства для хранения информации с контролируемой но времени длительностью;
- разработанной конструкции ЖК ячейки, позволяющей реализовать новую, нетрадиционную, экспериментальную геометрию, эффективную для определения важнейших материальных параметров ЖК с помощью управляющего электрического поля.
Автор защищает следующие положения:
1. Результаты методических разработок и экспериментальных исследований динамических процессов и вязкоупругих свойств ЖК.
2. Результаты исследования медленной поверхностной динамики НЖК при комбинированном воздействии электрического поля и поляризованного света.
3. Предложенную модель, описывающую глайдииг легкой оси НЖК, с учетом взаимодействия НЖК со слоем фотоориеитапта.
4. Новый метод определения вязкоупругих свойств ЖК.
Апробация работы. Содержание работы докладывалось па: 21-й международной конференции по жидким кристаллам (Колорадо, США, 2005); 9-й европейской конференции по жидким кристаллам (Лиссабон, Португалия 2007); 11-й международной конференции по оптике жидких кристаллов (Флорида, США, 2005); 15-м международном симпозиуме "Перспективные дисплейные технологии" (Москва, 2006); 10-м азиатском симпозиуме по информационным дисплеям (Сингапур, 2007); международной конференции "Евродисплей" (Москва, 2007); 22-й международной конференции по жидким кристаллам (Jeju, Korea, 2008).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения. Она содержит 125 страниц машинописного текста, 45 рисунков, 4 таблицы. Список литературы содержит 105 наименований.
Основные результаты и выводы.
1. Впервые экспериментально исследованы динамические процессы в поверхностных слоях НЖК, контактирующих с фотоориешпруемым покрытием, вызванные одновременным воздействием электрического поля и поляризованного света.
2. Обнаружено, что относительно слабые электрические поля (порядка 0,2 В/мкм) в комбинации с поляризованным светом могут приводить к чрезвычайно медленной релаксации системы в исходное положение после выключения поля и света.
3. Установлено, что характерные времена медленной релаксации зависят от набора контрольных параметров, таких как: доза предварительной УФ обрабо1ки, интенсивность света, приложенное напряжение, время экспозиции.
4. Надлежащий выбор контрольных параметров, позволяет регулировать время релаксации, соответствующей изменению оптического состояния системы.
5. Предложена феноменологическая модель, описывающая основные закономерности процесса медленной релаксации поверхностной ориентации.
6. Предложена и экспериментально реализована принципиально новая, нетрадиционная, геометрия эксперимента, позволяющая изучать 3-х мерную орпентационпую структуру жидких кристаллов, индуцированную граничными условиями и электрическими нолями.
7. Новая геометрия обладает высокой чувствительностью оптического отклика к малым изменениям азимутального угла и возможностью создания однородного электрического поля.
8. Реализована и исследована простая твист деформация слоя ЖК, вызванная однородным электрическим полем в ячейке специальной конструкции.
9. На основе проведенных исследований твист деформации в статическом и динамическом режимах, предложен новый метод определения модуля упругости Франка К22 и коэффициента вращательной вязкости yi ЖК.
1. Blinov L.M., Chigrinov V.G. Electrooptic effccts in liquid crystal materials, Berlin: Springer, 1995,- 420P.
2. Пикин С. А. Структурные превращения в жидких кристаллах. М.:Иаука, 1981. 336 С.
3. Вистинь Л.К., Чистяков И.Г. Жидкие кристаллы. М.: Знание, 1975. -63с.
4. В. дс Же, Физические свойства жидкокристаллических веществ, М.:Мир, 1982. 215С.
5. Де Жен П. Физика жидких кристаллов. М.: Мир, 1977. 400С.
6. Томилин М.Г. Взаимодействие жидких кристаллов с поверхностью. СПб.: Политехника, 2001. -325С.
7. Чаидрасскар С. Жидкие кристаллы. М.:Мир, 1980. -344 С.
8. Chigrinov, V.G. Liquid Crystal Deviccs: Physics and Applications. Boston-London: Artech-I-Iouse, 1999. 357P.
9. Chigrinov V.G., Kozcnkov V.M., Kwok H.S. Photoaligning: Physics and Applications in Liquid Crystal Devices. Wcinheim: Wiley, 2008. P.248.
10. Schadt M., Schmitt K., Kozenkov V., and Chigrinov V. Surface-lnduccd Parallel Alignment of Liquid Crystals by Linearly Polymerized Photopolymcrs // Jpn. J. Appl. Phys. 1992.- 31.-2155.
11. Dyadyusha A.G., Marusii T.Ya., Reznikov Yu.A., Khizhnyak A.L, and Reshetnyak V.Yu. Orientational effect due to a change in the anisotropy of the interaction between a liquid crystal and a bounding surface // JETP Lett.1992.- 56.-Р.17.
12. Hascgawa M., and Taira Y. Nematic homogeneous photoalignmcnt by polyimide exposure to linearly polarized UV // J. Photopolym. Sci. Technol. -1995.- 8.-P.241.
13. Chigrinov V., Pikin S., Verevochnikov A., Kozenkov V., Khazimullin M., Ho J., Huang D.D., and Kwok H.S. Diffusion model of photoaligning in azo-dye layers // Phys. Rev. E. 2004. - Vol. 69. - P.061713.
14. Fedorcnko D., Ouskova E., Reshetnyak V., Reznikov Y. Evolution of light-induced anchoring in dye-doped nematics: Experiment and model // Phys. Rev. E.-2006. Vol. 73. - P. 031701.
15. Alexe-Ioncscu A.L., Uncheselu C., Lucchetti L., Barbcro. G. Phenonological model for the optically induced easy direction // Phys, Rev. E. 2007. - Vol. 75. - P.021701.
16. Nazarenko V.G., Boiko O.P., Nych A.B., Nastishin Yu. A., Pcrgamenshchik V.M., Bos P. Selective light-induced desorption: The mechanism of photoalignmcnt of liquid crystals at adsorbing solid surfaces // Europhys. Lett. 2006. - Vol.75 (3). - P. 448-454.
17. O'Neill M. and Kelly. S.M. Photoinduced surface alignment for liquid crystal displays // J.Phys. D: Appl. Phys. 2000. - 33. - P. R67-R68.
18. Yaroshchuk O.V., Kiselev A.D., Zakrevskyy Yu., Bidna Т., Kelly J., Chien L.-C., and Lindau J. Photo-induced three dimensional oricntational order in side chain liquid crystalline azopolymcrs // Phys. Rev. E. 2003. - 68. -P.011803.
19. Palto S.P., Shtykov N.M., Khavrichev V.A., and Yudin S.G. Photoinduced Optical Anisotropy in Langmuir-Blodgett Films // Mol. Mat 1992. -1. - P.3.
20. Hasegawa M. Modeling of Photoinduced Optical Anisotropy and Anchoring Energy of Polyimide Exposed to Linearly Polarized Deep UV Light // Jpn. J. Appl. Phys. 1999. - 38. - P.L457.
21. Nishikawa M., Taheri В., and West J.L. Mechanism of unidirectional liquidcrystal alignment on polyimides with linearly polarized ultraviolet light exposure // Appl. Phys. Lett. 1998. - 72. - 2403.
22. Shibacv V.P., Kostromin S.A., and Ivanov S.A. In Polymers as Electrooptical and Photooptical Active Media // Berlin, Ger.: Springer Verlag. 1996. -P.37-110.
23. Kozenkov V.M., Yudin S.G., Katyshev E.G., Palto S.P., Lazareva V. Т., Barachcvskiy V.A. Photoinduced optical anisotropy in multilayer Langmuir films // Soviet Technical Physics Letter. 1986. - 12. - P.525.
24. Umanskii В., Novoscletskii N., Torgova S., and Dorozhkina G. Azo-dyes as photoalignment materials for liquid crystals // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2004. -P.412 - 313.
25. Chigrinov V., Prudnikova E., Kozenkov V., Kwok H., Akiyama H., Kawara Т., Takada Ii., and Takatsu H. Synthesis and properties of azo dye aligning layers for liquid crystal cells // Liq. Cryst. 2002. - Vol. 29. No. 10. -P.1321-1327.
26. Марусий Т.Я., Резников Ю.А., Решетняк В.Ю., Чигринов В.Г. Энергия сцепления нематичсских жидких кристаллов с ориентирующими поверхностями и методы ее определения // Поверхность. Физика, химия, механика. 1990. - Вып. 7. - С.5-23.
27. Janossy I. High-precision measurement of azimuthal rotation f liquid crystals on solid substrates // J. Appl. Phys. 2005. - Vol. 98. - P.043523.
28. Factti S., Mutinali G., Gerus I. Measurements of the azimuthal anchoring energy at the interface between a nematic liquid crystals and photosensitive polymers//Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2004. - Vol. 421. - P.81-93.
29. Faetti S. and Mutinati G.C. Light transmittion from a twisted nematic liquidcrystal: Accurate methods to measure the azimuthal anchoring energy // Phys. Rev. E. 2003. - Vol. 68. - P.026601.
30. Li X., Yeung S-Y., Kozenkov V., Xu P., Chigrinov V.G., Kwok M.S. LC Display cell photo-alignment by super-thin azo-dye layer // Proceedings of Eurodisplay. 2005. - P.246-248.
31. Kwok M.S., Chigrinov V.G., Takada H., Takatsu H., New developments in liquid crystal photo-aligning by azo-dyes // IEEE/OSA J. of Disp. Tcchn. -2005.-Vol. 1. No.l.-P.41-50.
32. Olivcira E.A., Figuciredo Neto A.M., and Durand G. Gliding anchoring of lyotropic nematic liquid crystals on amorphous glass surfaces // Phys. Rev. A. 1991. - Vol. 44, No. 2. - P. R825-R827.
33. Factti S., Nobili M., and Raggi I. Surface reorientation dynamics of nematic liquid crystals // Eur. Phys. J. 1999. - ВЫ 1. - P.445-453.
34. Janossy 1. and Kosa T. J. Gliding of liquid crystals on soft polymer surfaces // Phys. Rev. E. 2004. - Vol. 70. - P.052701.
35. Janossy I., Vajda A., Statman D. Influence of the Molecular Weight of a Polymer on the Gliding of Nematic Liquid Crystals // Mol. Cryst. Liq. Cryst. -2007.- Vol. 466. P.77-82.
36. Vetter P., Ohmura Y., and Uchida T. Study of memory alignment of nematic liquid crystals on polyvinyl alcohol coatings // Jpn. J. Appl. Phys. 1993. -32. - L1239-L1241.
37. Vorflusev V.P., Kitzcrow H.-S., and Chigrinov V.G. Azimuthal surface gliding of a nematic liquid crystal // Appl. Phys. Lett. 1997. - 70. - P.3359.
38. Joly S., Antonova. K., Martinot-Lagarde P., and Dozov I. Zenithal gliding of the easy axis of nematic liquid crystal // Phys. Rev. E. 2004. - 70. -P.050701.
39. Buluy O., lljin A., Ouskova E., Reznikov Yu., Blanc C., Nobili M., Antonova K. Anchoring and gliding of easy axis of 5CB on photoaligning PVCN-F surface // Journal of the SID. 2006. - 14/7. - P.603-610.
40. Pasechnik, S.V., Chigrinov, V.G., Shmcliova, D.V., Tsvctkov, V.A., Kremenetsky, V.N., Zhijian, Liu, Dubtsov, A.V, Slow relaxation processes in nematic liquid crystals at weak surface anchoring // Liq. Cryst. 2006. - Vol. 33. No. 2. - P.75-185.
41. Faetti Sandro, and Marianclli Prisca. Azimuthal director gliding at a strongly anchoring interface of polyimidc // Liq. Cryst. 2006. - Vol. 33. No.3. -P.327-334.
42. Stoenescu D.N., Dozov I., and Martinot-Lagarde Ph. Long-time behavior of the azimuthal anchoring strength and easy axis gliding of nematic liquid crystal // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2000. - Vol.351. - P.427-434
43. Statman D., Basore V., Sulai Y., Dunlap В., Janossy 1. Photoinduced gliding of the surface director in azo-dye doped nematic liquid crystals // Liquid Crystals. -2008.-Vol. 35. No.l.-P.33-38.
44. Fcdorenko D., Slyusarenko K., Ouskova E., Reshctnyak V., Ha K., Karapinar R., and Reznikov Yu. Light-induced gliding of the easy orientation axis of a dye-doped nematic liquid crystal // Phys. Rev. E. 2008. - 77. - P.061705.
45. Francescangcli O., Slussarenko S., Simoni F., Andricnko D., Reshctnyak V., Reznikov Y. Light-induced surface sliding of the nematic director in liquid crystals//Phys. Rev. Lett. 1999.-Vol. 82. No. 9. - P. 1855-1858.
46. Buluy O., Reznikov Yu., Slyusarenko K., Nobili M., and Reshctnyak V. Formation and dynamics of easy orienation axis in magnetic field on PVCN-F surface // Opto-Elcctron. Rev. 2006. -14. No. 4. - P.293-297.
47. Galatola P., Barbcro G., Zvczdin A.K., Thermal relaxation model of surface director gliding in lyotropic liquid crystals // Phys. Rev. E. 1997. - Vol. 55, No. 4. - P.4314-4320.
48. Muravsky Al., Murauski An., Li X., Chigrinov V., ICwok H.S. Optical rewritable liquid-crystal-alignment technology // J. SID. 2007. - 15/4. -P.267-273.
49. Yamaguchi R., Goto Y., and Sato S. A novel patterning method of liquid crystal alignment by azimuthal anchoring control // Jpn. J. Appl. Phys. -2002. 41. - P.L889.
50. Yamaguchi R., Sato S. Continuous grey scalc image printing on the liquid crystal ccll // Appl. Phys. Lett. -2005. 86. - P.031913.
51. Yamaguchi R., Kawamura Т., Sato S. Dual image writing on the LC cell using unpolarized UV light // IDW'04 Digest. 2004. - P.39.
52. Yamaguchi R., Sato S. Liquid crystal optical security dcvice with polarized latent images // IDW'05 Digest. 2005. - P.65.
53. Haller I. Elastic Constants of the Neniatic Liquid Crystalline Phase of p-Methoybcnzylidene-p-n-Butylaniline (MBBA) // J. Chcrn. Phys. 1972. - 57. -P.1400.
54. Cladis P.E. New method for measuring the twist elastic constant KWy.a and the shear viscosity yu II Phys. Rev. Lett. 1972. - 28. - P. 1629.
55. Leenhouts F., and Dekker A.J. Elastic constants of ncmatic liquid crystalline Schiffs bases // J. Chem. Phys. 1981. - 74. - P. 1956.
56. Kresse H. Dielectric properties of ncmatic liquid crystals in a book "Handbook of Liquid Crystals" edited by Demus D., Goodby J., Gray G.W., Spicss I-I.-W., Vill V.//Wiley-VCH. 1998.-P.91-1 12.
57. Chen G.-P., Takczoc H., Fukuda A. Assesment of the method for determining the elastic constant ratios in nematics by angular dependence of scatteredlight intensity//Jap. J. Appl. Phys. 1989. -28. - P.56.
58. Coles H.J., Sefton M.S. Determination of splay elastic and viscotic constants using elcctric field dynamic light scattering // Mol. Crys:. Liq. Cryst. Lett. -1986. Vol. 3.-P.63.
59. Kneppc H., Schneider F. Viscosity, in "Handbook of Liquid Crystals", Ed. by Demus D., Goodby J., Gray G.W., Spiess FI.-W., Vill V. // Wiley-VCH, -1998. P.142-169.
60. Kneppc H., Schenider F., Sharma N.K. Rotational viscosity yl of nematic liquid crystals // J. Chem. Phys. 1982. - 77(6). - P. 3203-3208.
61. Belyaev V.V. Physical methods for measuring the viscosity coefficients of nematic liquid crystals // Phys. Usp. 2001. - Vol. 44. - P.255.
62. Gasparoux H. et Pros! J., Determination directe dc lanisotropie magnctique dc cristaux iiquides ncmatiqucs // J. Phys. France. 1971. - Vol. 32. - P. 953.
63. Pascchnik S. V., Larionov A. N., Balandin V. A. et Nozdrcv V. F., Etude acoustique dc cristaux Iiquides nematiques sous champ magnetiquc pour diffcrentcs temperatures et prcssions // J.Physique. 1984. - Vol. 45. -P.441-449.
64. Богданов Д.JL, Лагунов А.С. и Пасечник С.В. Акустические свойства жидких кристаллов в различных магнитных полях // Применение акустики к исследованию вещества. 1979. - Вып. 30. - Р.52 .
65. V. Zwetkoff, Bewegung anisotroper Flussigkeiten im rotierenden Magnctfcld, Acta Physicochimica URSS. 1939. -10.-P.555.
66. Kneppc H., Schneider F. Determination of the rotational viscosity coefficient yi of nematic liquid crystals // J. Phys. E, Sci, Instrum. (UK), 1983, - 16, -P.512.
67. Bock F.-J., Kneppe II., Schneider F. Rotational viscosity of nematic liquid crystals and their shear viscosity under flow alignment // Liq. Cryst. 1986. -1. - P.239.
68. Gerber P.R. Appl. Phys. A. 1981,- 26. - P. 139-142.75. van Dijlc J. W., Bcens W.W., and de Jen W. H. Viscoclastic twist properties of some nematic liquid crystalline azoxybenzenes // J. Chem. Phys. 1983. -79. - P.3888.
69. Беляев В.В. Вязкость нематических жидких кристаллов // М.: ФИЗМАТЛИТ. 2002. - 224С.
70. Беляев В.В. Физические методы измерения коэффициентов вязкости нематических жидких кристаллов // М.: Успехи физических наук. -2001. -Т. 171. №3. С.267-298.
71. Захаров А.В. Влияние ограничивающей поверхности па вращательную вязкость жидких кристаллов // Физика твердого тела. 1998. - Т. 40. № 10.-С. 1945-1949.
72. Барпик М.И., Беляев С.В., Гребенкин М.Ф., Румянцев В.Г., Селиверстов
73. B.А., Цветков В.А., Штыков Н.М. Электрические, оптические и вязкостпо-упругпе свойства жидкокристаллической смеси азокспсоединсний // Кристаллография. 1978. - Т. 23. №4. - С.805-810.
74. Гребенкин М.Ф., Селиверстов В.А., Блинов JT.M., Чигрипов В.Г., Свойства нематических жидких кристаллов с положительной диэлектрической анизотропией // Кристаллография. 1975. - Вып.5.1. C.984-990.
75. Larionov A.N., Larionova N.N., Pascchnik S.V. Viscous properties of nematic mixture at variation of pvl-state parameters // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2004. - Vol. 409. - P.459-466.
76. Торчипская А.В. Кандидатская диссертация «Осциллирующий поток Пуазсйля в пематическом жидком кристалле, ориентированном электрическим полем», МГАПИ. -2002. С.
77. Cui М., Kelly J.R. Temperature dependence of visco-elastic properties of 5CB // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1999. - Vol. 331.- P.49-57.
78. Dunmur D.A., Fukuda A., Luckhurst G.R. (Eds.) Physical Properties of Liquid Crystals: Ncmatics // EMIS Datarevews Series, INS PEC, London.2001. No. 25.-P.526.
79. Oswald P., Pieranski P. Nematic and cholesteric liquid crystals: concepts and physical properties illustrated by experiments // Taylor and Francis. 2005. -618P.
80. Takada H., Akiyama H., Takatsu H., Chigrinov V., Pmdnikova E., Kozenkov V., Kwok H. S. Aligning layers using azo dye derivatives for liquid crystal devices. // SID 03 Digest. 2003. - P.620-623.
81. Pozhidaev E., Chigrinov V., Li, X. Photoaligned ferroelectric liquid crystal passive matrix display with memorized gray scale // Jpn. J. Appl. Phys. -2006. Vol. 45. No. 2A. - P. 875-882.
82. Chigrinov V., Muravski A., Kwok H. S., Takada Ы., Akiyama Ii., Takatsu II. Anchoring properties of photoaligned azo-dye materials. // Phys. Rev. E. -2003,-Vol. 68.-P.061702.
83. Vladimir Chigrinov, Elena Prudnikova, Vladimir Kozenkov, Zhihua Ling and Hoi Sing Kwok Azodyc aligning layers for liquid crystal cells // SJD 02 Digest.-2002.-P. 1 106-1108.
84. Kiselev A.D., Chigrinov V., and Huang D.D. Photoinduced ordering and anchoring properties of azo-dye films // Phys. Rev. E. 2005. - Vol. 72. -P.061703.
85. Kim M.W., Rastegar A., Drevensek Olenik I., Kim M.W., Rasing Th. Alignment of nematic liquid crystals on an alcctrically pole photopolymer film//J. of Appl. Phys. -2001. -Vol. 90. No. 7. P.3332-3337.
86. Arozon D., Levy E.P., Collings P.J., Chanishvili A., Chiliya G., and Petriashvili G. Trans-cis isomerization of an azoxybenzene liquid crystal. // Liq. Cryst. 2007. - Vol. 34. No. 6. - 707-718.
87. Barbcro G., Evangelista L.R., and Komitov L. Photomanipulation of the anchoring strenght of a photochromic nematic liquid crystal. // Phys. Rev. E. -2002.-Vol. 65.-041719.
88. Pasechnik S.V., Shmcliova D.V., Tsvetkov V.A., Dubtsov A.V., Chigrinov
89. V.G., Liquid crystal in rectangular channels: new possibilities for three dimensional studies. // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2007. - Vol. 479. -P.59/1097.-77/[l 115].
90. Iskander M.F. Electromagnetic fields and waves // Prentice-Hall, Inc. 1992. - 299P.
91. Ландау Jl.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред // М,: Наука, 1982.-Т.8.-С. 620.
92. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэпдс М. Фейнмановские лекции по физике М.: Мир, 1966.-Вып. 5. - 296С.
93. Barnik МЛ., Belyaev S.V., Grebenkin M.F., Rumyantsev V.G., Sclivcrstov V.A., Tsvetkov V.A., Shtykov N.M. Kristallografiya (USSR). 1978. - Vol. 23. No. 4.-P. 805-810.
94. Shevchuk O., Reshetnyak V., Osyptchuk M. Director profile in the in-plane switching of nematic liquid crystals cell // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2004. -Vol. 422. - P.83/353.-95[365].
95. De Gennes P.G., Prost J. The Physics of liquid crystals // Clarendon Press, Oxford. -1993.
96. Barbero G„ Miraldi E., Oldano C., Rastello M., Valabrcga P.T. // J. Phys. -1984. Vol. 47. No. 5. - P.1411.
97. Барник М.И., Блинов Л.М., Коркишко Т.В., Умаиский Б.А., Чигрипов
98. B.Г. // Журнал эксперим. и теорет. физики. 1983. - Т85. №1. - С. 176.
99. Пикип С.А., Терентьсв Е.М. // Кристаллография. 1988. - Т.ЗЗ. №5.1. C.1084.
100. Marusiiy T.Ya., Rcznikov Yu.A., Reshetnyak V. Yu., Soskin M.S., Khiznyak A. // Mol. Cryst. and Liq. Cryst. 1987. - Vol.152. №3-4. - P.495.
101. Pasechnik S.V., Dubtsov A.V., Shmeliova D.V., Tsvetkov V.A., Chigrinov V.G. Effect of Combined Action of Electric Field and Light on a Gliding of Easy Axis in Nematic Liquid Crystals // Liquid Crystals. 2008. - Vol. 35. No.5. - P. 569-579.
