Физические свойства смектической С* фазы жидких кристаллов и принципы создания жидкокристаллических сегнетоэлектриков с заданными электрооптическими свойствами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

Пожидаев Евгений Павлович

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СМЕКТИЧЕСКОЙ С* ФАЗЫ

ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ И ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ С ЗАДАННЫМИ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

Специальность 01.04.07. - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва 2006

Работа выполнена в Физическом Институте им. П. Н. Лебедева РАН

Официальные оппоненты:

■ доктор физико-математических наук, профессор Ю. М. Попов

■ доктор физико-математических наук, профессор А. С. Сонин

■ доктор физико-математических наук, профессор В. А. Беляков

Ведущая организация: Институт Кристаллографии

им. А. В. Шубникова РАН

Защита состоится «15» мая 2006 г в 12—часов на заседании диссертационного совета Д.002.023.03 Физического Института им. П. Н. Лебедева РАН по адресу: 119991, Москва, Ленинский пр., 53.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФИАН.

Автореферат разослан «Д» ¿¿¿ЪС?^? 2006 1 Ученый секретарь

диссертационного совета Д.002.023.03 доктор физико-математических наук, У

профессор

А. С. Шиканов

Общая характеристика работы Актуальность проблемы

Изучение явления самопроизвольного упорядочения электрических диполей в хиралышх смектических С* жидких кристаллах (С*ЖК) является одним из важных направлений фундаментальных исследований в современной физике конденсированного состояния [1]. Это связано, во-первых, с интересом к самой природе дипольного упорядочения, являющегося следствием не только симметрии фазы С*, но и особенностей молекулярного строения С*ЖК, а также к природе межмолекулярных взаимодействий [2]. Во-вторых, С*ЖК, являясь молекулярными жидкокристаллическими сегнетоэлектриками, существенно отличаются как от твёрдых сегнетоэлектриков, так и от нематических жидких кристаллов с точки зрения поведения во внешнем электрическом поле. В частности, физические причины и проявления гистерезиса в С*ЖК, ограниченных твёрдыми поверхностями, в корне отличаются от таховых для твёрдых сегнетоэлектриков. Несмотря на тридцатилетнюю историю исследований С*ЖК, всё ещё нет полного понимания физики гистерезиса в этих средах. В-третьих, многообразие типов пространственной модуляции структур С*ЖК представляет уникальные возможности для исследования дипольного упорядочения й динамических свойств пространственно-неоднородных сегнетоэлектриков. '

Весьма важны и прикладные аспекты исследований, С*ЖК могут стать электрооптическими средами нового поколения устройств отображения информации. Основанием для такого предположения является то, что быстродействие С*ЖК на два - три порядка выше, чем у нематических ЖК [3], используемых в настоящее время в качестве электрооптических сред плоских дисплеев.

Вместе с тем существуют принципиальные проблемы, препятствующие широкому использованию С*ЖК в дисплейных устройствах. Эти проблемы связаны с наличием трансляционного порядка в смектических ЖК [4], из-за которого смектикам С* присущи некоторые свойства, характерные для твёрдых тел. Например, однородная ориентация молекул С*ЖК в дисплейных ячейках необратимо разрушается, если деформация слоя С*ЖК превышает некоторое критическое значение [5]. До сих пор получение исходной однородной ориентации молекул С*ЖК в дисплейных ячейках весьма затруднительно и пока не может быть осуществлено в широких промышленных масштабах. Для решения указанных проблем прикладного характера необходимы фундаментальные исследования взаимодействия смектиков С* с твёрдыми поверхностями.

Состояние проблемы к началу исследований по теме диссертации

С момента открытия сегнетоэлектричества в жидких кристаллах [1] до начала данной диссертационной работы прошло пять лет. За эти годы были разработаны некоторые методы исследований С*ЖК: метод токов переполяризации [6], пироэлектрический метод [7], методы измерений шага спирали геликоида и угла наклона молекул в смектических слоях [8]. Эти методы позволили исследователям подтвердить наличие спонтанной поляризации Рс в смектической С* фазе ЖК и измерить ее зависимости от температуры и параметра порядка. Вместе с тем методологическая база исследований СЖК была ещё далеко не полной. Отсутствовали методы статических диэлектрических измерений, измерений вращательной вязкости и энергии упругости, методы измерения энергии взаимодействия смектиков С* с твёрдой поверхностью.

До начала исследований по теме диссертации были разработаны основы феноменологической теории жидкокристаллических сешетоэлектриков [4], получены и подтверждены экспериментально основные соотношения, описывающие модуляцию монохроматического света пространствешго-однородными слоями С*ЖК [9]. Однако модуляция белого света не рассматривалась, как и динамика электрооптического отклика в линейном электрооптическом эффекте.

Были проведены экспериментальные исследования фазового перехода из параэлектрической фазы А* в сегнетоэлектрическую фазу С*; утверждалось [8], что фазовый переход не описывается в рамках теории Ландау. Этот результат противоречил феноменологической теории [4], поэтому возникла потребность в дополнительных исследованиях фазового перехода.

До начала исследований по теме диссертационной работы быта известны только два электрооптических эффекта в С*ЖК: электроклшшый эффект [10] и эффект поверхностно-стабилизированной структуры [3]. Однако тогда и речи не могло быть не только о практическом использовании этих эффектов, но и о длительном исследовании одного и того же образца, так как оба упомянутых эффекта были открыты на С*ЖК, отличающихся низкой термической стабильностью, по имеющих сегнетоэлектрическую фазу при температурах 75°095°С.

Такими непригодными для приложений в усторойствах были первые жидкокристаллические сегнетоэлектрики ДОБАМБЦ [1, 10] и ГОБАХПЦ [3]. Термическое разложение этих веществ начинается уже через 3-И- часа после их нагрева до температуры сегнетоэлектрических смектических фаз С* или II*. Более стабильных и более низкотемпературных сегнетоэлектрических ЖК в то время не существовало, если не считать хотя и высокотемпературный, но термически

4

стабильный сегнетоэлектрический смектик С* из класса эфиров [11], спонтанная поляризация которого была, однако, в несколько раз меньше, чем у ДОБАМБЦ и ГОБАХПЦ. Так что с точки зрения практических приложений С*ЖК в те годы не было более важной задачи, чем создание химически и термически стабильных жидкокристаллических композиций, обладающих широким температурным интервалом фазы С?", включающим комнатные и более низкие температуры.

Цель работы и задачи исследований

Целью работы являлось исследование физических свойств С*ЖК, включая изучение корреляций между молекулярным строением и свойствами, и па этой основе разработка принципов создания жидкокристаллических сегнетоэлектри-ческих материалов для устройств модуляции света и отображения информации.

Под созданием жидкокристаллических сегнетоэлектрических материалов здесь имеется в виду создание многокомпонентных смесей с заданными свойствами, а вовсе не химический синтез отдельных компонентов. В жидкокристаллических устройствах отображения информации всегда используются смеси многих компонентов, некоторые из которых даже не являются жидкими кристаллами; в мире нет ни одного однокомпонентного жидкокристаллического материала, используемого для практических приложений. Идеологически создание таких смесей родственно созданию металлических сплавов, хотя конечно, существуют как принципиальные, так и технологические различия [12]. Весьма существенно и то, что многокомпонентный С*ЖК может быть составлен из компонентов, ни один из которых сам по себе не является сегнетоэлектрическим смектиком С* [13], то есть можно обходиться вообще без химического синтеза хиральных смектических С* жидких кристаллов. Тем не менее, целенаправленный химический синтез компонентов необходим для оптимизации параметров С*ЖК. При этом требования к химической структуре компонентов для каждой конкретной задачи формулируются на основании результатов исследований физических свойств С*ЖК и корреляций "структура - свойство".

В рамках поставленной цели в диссертационной работе рассматривается решение следующих задач физики конденсированного состояния для смектиче-ской С* фазы жидких кристаллов:

• решение классических задач сегнетоэлектричества, куда относятся исследования фазового перехода из параэлестрической фазы А* в сегнетоэлектриче-скую фазу С*, исследования спонтанной поляризации и механизмов диполь-

ного упорядочения, диэлектрической восприимчивости, гистерезиса, динамики движения директора и диссипации энергии,

• создание необходимых для достижения поставленной цели методов исследования физических свойств С*ЖК, которые отсутствовали к началу работы,

• поиск новых электрооптических эффектов в С*ЖК,

• исследование влияния молекулярного строения смектиков С* на их свойства с целью создания С*ЖК с заданными электрооптическими свойствами.

Научная ценность и новизна

1. Впервые разработаны и использованы в практике физического эксперимента новые методы исследования С*ЖК: дифференциальный метод измерений статической диэлектрической восприимчивости, методы измереиия вращательной вязкости и упругости мягкой моды хиральных смектиков, методы измерений энергии сцепления С*ЖК с твёрдыми поверхностями, метод измерения свободной поверхностной энергии фазы С* жидких кристаллов.

2. Впервые экспериментально показано, что статическая диэлектрическая восприимчивость мягкой моды сегнетоэлектрических смектиков в приближении слабого поля подчиняется закону Кгори-Вейсса. Разработан теоретически и подтверждён экспериментально общий метод описания статической диэлектрической восприимчивости мягкой моды в рамках теории Ландау.

3. Впервые экспериментально и теоретически доказано существование вкладов в спонтанную поляризацию С*ЖК, различающихся между собой по законам зависимости от параметра порядка и по временам релаксации. Исследована микроскопическая природа мод спонтанной поляризации, предложены принципы управления соотношением мод.

4. Впервые экспериментально доказано, что спонтанная поляризация и волновой вектор спирали геликоида сегнетоэлектрических смектиков С* никак не связаны между собой. Впервые создан негеликоидальный С*ЖК. Обнаружен новый тип пространственно-неоднородной структуры негеликоидальных С*ЖК - сегнетоэлектрические домены, возникающие, когда спонтанная поляризация превышает некоторое пороговое значение.

5. Впервые исследованы энергетические условия существования планарной и гомеотропной ориентации, предложены и обоснованы энергетические критерии качества планарной ориентации С*ЖК. Доказано, что оптическое качество слоя С*ЖК зависит только от свободных поверхностных энергий С*ЖК и ориентанта и от анизотропии свободной поверхностной энергии ориентанта.

6

6. Впервые показано, что диссипация энергии при переориентации молекул в фазе С* жидких кристаллов описывается двумя коэффициентами вращательной вязкости: и 7в, соответствующими двум степеням свободы директора — полярному углу в и азимутальному углу (р. Исследованы зависимости коэффициентов У9 и ув от параметра порядка и молекулярного строения.

7. Впервые разработаны и подтверждены экспериментально физико-химические принципы минимизации вращательной вязкости и времени переориентации директора С*ЖК под действием электрического поля.

8. Разработан критерий устойчивости бистабильности состояний оптического пропускания электрооптических С*ЖК ячеек, связанный с параметрами петли гистерезиса. Исследованы основные факторы устойчивости бистабильности, предложены принципы и методы управления устойчивостью.

9. Впервые обнаружен и исследован экспериментально эффект инверсной бистабильности капсулированного полимером С*ЖК. Показано, что этот эффект объясняется деполяризующим полем, возникающим вследствие существования границы раздела двух диэлектриков - полимера и С*ЖК.

10.Открыт эффект мультистабильности состояний пропускания света слоями негеликоидальных С*ЖК. Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены условия существования и устойчивости безгистерезисного переключения запоминаемых состояний оптического пропускания мультиста-бильных электрооптических ячеек. 11.Обнаружен эффект высокочастотной (на 50+150 кГц) модуляции света геликоидальной структурой С*ЖК. Показано, что динамика электрооптического отклика в этом эффекте определяется, в основном, трансформациями неоднородно деформированной геликоидальной структуры при смене знака управляющего напряжения.

Практическая значимость

Практическая значимость работы определяется, прежде всего, степенью использования разработок автора в устройствах отображения и обработки информации. Результаты диссертационной работы используются во многих организациях, ведущих исследования жидких кристаллов и занимающихся созданием жидкокристаллических устройств модуляции света и отображения информации: в ФИАН, ИКАН, ГОИ, НПО "Платан", Институте физики им. Киренского (Красноярск), а также в зарубежных исследовательских центрах: (Техническом

университете г. Дармштадта, Германия; Университете наук и технологий г. Гонконга; в фирмах "Hewlet Packard" и "Bolder nonlinear systems", США; в фирме "Samsung", Корея).

Жидкокристаллические сегнетоэлектрические материалы, созданные автором данной работы, использованы для создания макетных образцов дисплеев [14, 15], в приборах объёмного видения и коммутаторах световых потоков [16, 17, 18], в устройствах преобразования световых потоков типа "фотопроводник -ЖК" [19, 20]. Автор лично участвовал в создании всех перечисленных выше приборов. Электрооптический эффект деформированного полем геликоида [21], открытый вместе с коллегами из Института Кристаллографии РАН и фирмы Roche (Швейцария), использован для создания активно-матричного дисплея [22]. Эффект мультистабилыгости состояний пропускания света — для формирования в пассивно адресуемых дисплеях изображений с непрерывной шкалой уровней серого, запоминаемых после выключения питания [15].

Оригинальность и практическая значимость разработок автора, сделашшх им в ходе выполнения данной диссертационной работы, подтверждается получением 9 российских и 16 международных патентов, наиболее значимыми из которых автор считает патенты [23+25].

Защищаемые положения

1. Новые методы исследования сегнетоэлектрических ЖК:

• дифференциальный метод измерений статической диэлектрической восприимчивости,

• пироэлектрический и электрооптический методы измерения вращательной вязкости С*ЖК,

• методы измерения энергии сцепления С*ЖК с твёрдой поверхностью,

• метод измерения свободной поверхностной энергии С*ЖК.

2. Новые электрооптические эффекты в фазе С* ЖК:

• эффект высокочастотной электрооптической модуляции при деформации спирали геликоида смектического С* ЖК в электрическом поле,

• эффект инверсной бистабильности в капсулированных полимером С* ЖК,

• эффект мультистабшгышсти состояний пропускания света в фазе С*.

3. Механизмы дипольного упорядочения в С*ЖК:

• полученная теоретически и подтвержденная экспериментально общая формула зависимости спонтанной поляризации от параметра порядка,

• доказательства того, что причинами дипольного упорядочения в фазе С* являются индукционные диполь-дипольные взаимодействия, а также стериче-ские взаимодействия между хиральными центрами молекул.

4 Описание статической диэлектрической восприимчивости при фазовом переходе из параэлектрической фазы А* в сегнетоэлектрическую фазу С* в рамках теории Ландау.

5 Описание диссипации энергии при переориентации молекул С*ЖК с помощью двух коэффициентов вращательной вязкости, один из которых соответствует ориентационному упорядочению молекул, второй — трансляционному, включая общие формулы зависимостей обоих коэффициентов от параметра порядка.

6 Описание статической диэлектрической восприимчивости фазы С* через ус- ? тановление её взаимосвязи с энергией упругости и энергией сцепления с твёрдой поверхностью.

7 Описание динамики электрооптического отклика и оптических характеристик модуляторов света па основе С*ЖК.

8 Утверждение, что гистерезис и связанные с ним эффекты памяти в дисплейных ячейках не являются неотъемлемыми свойствами С*ЖК, а существуют только внутри многомерной области параметров жидкого кристалла, ограничивающей его твёрдой поверхности и управляющих напряжений.

9 Разработка физических принципов создания жидкокристаллических сегнето-электрических материалов для устройств модуляции света и отображения информации.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы представлялись, докладывались и обсуждались на 4-ой конференции социалистических стран по жидким кристаллам, СССР, Тбилиси (1981); 9th International liquid crystal conference, Ban-galor, India (1982); на 5-ой конференции социалистических стран по жидким кристаллам, Одесса (1983); l(fh International liquid crystal conference, York, UK

(1984); 6th Liquid crystal conference of socialist countries, Halle, DDR (1985); на 5-ой Всесоюзной конференции "ЖК и их практическое использование", Иваново

(1985); Всесоюзном совещании "Надмолекулярная структура и электрооптика ЖК", Львов (1986); Всесоюзном совещании "Оптика жидких кристаллов", Москва (1987); 7th Liquid crystal conference of socialist countries, Prague, Czechoslovakia (1987); First International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals, Bordcaux-

Arcachon, France (1987); на 6-ой Всесоюзной конференции по жидким кристаллам, Чернигов (1988); 12lh International Liquid Crystal Conference, Freiburg, Germany (1988); 8th Liquid crystal conference of socialist countries, Krakow, Poland (1989); 2nd International conference on ferroelectric liquid crystals, Goteborg, Sweden

(1989); на 2-м Всесоюзном семинаре "Оптика жидких кристаллов", Красноярск

(1990); "Eurodisplay'90", Amsterdam, The Netherlands (1990); 13th International Liquid Crystal Conference, Vancouver, Canada (1990); 3nd International conference on ferroelectric liquid crystals, Boulder, USA (1991); European Conference on Liquid Crystals, Aosta, Italy (1991); Eurodisplay'91 conference, Amsterdam, The Netherlands (1991); 14th International Liquid Crystal Conference, Pisa, Italy (1992); 4th International conference on ferroelectric liquid crystals, Kyoto, Japan (1993); International Symposium "Ferro-piezoelectric materials and their applications", Moscow, Russia (1994); International display research conference, Monterey, USA (1994); 5th International conference on ferroelectric liquid crystals, Cambridge, UK, (1995); 16Ih International Liquid Crystal Conference, Kent, USA (1996); на 5-м Международном Симпозиуме по Информационным дисплеям, Минск, Беларусь (1996); 6th International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals, Brest, France (1997); 3rd International Workshop on Relaxation Phenomena in Dielectric, Magnetic and Superconducting Systems, Darmstadt, Germany (1998); 7Л International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals, Darmstadt, Germany (1999); 18th International LC Conference, Sendai, Japan (2000); 9th International Symposium "Advanced Display Technologies", Moscow, Russia (2000); 8th International conference on ferroelectric liquid crystals, Washington, USA (2001); на 6-ой международной конференции: "Актуальные проблемы электронного приборостроения", Новосибирск, Россия (2002); Euro-display'2002, Nice, France (2002); 12th International Symposium "Advanced display technologies", Korolev, Moscow region, Russia (2003); 9th International Ferroelectric Liquid Crystal Conference, Dublin, Ireland (2003); 20th International Liquid Crystal Conference, Ljubljana, Slovenia (2004); 13"11 International Symposium "Advanced display technologies", Minsk, Byelorussia, (2004); 10lh International conference on ferroelectric liquid crystals, Stare Yablonki, Poland (2005); 14th International Symposium "Advanced display technologies", Alushta, Ukraine (2005).

Публикации

По теме диссертации опубликованы 82 статьи в зарубежных и отечественных рецензируемых журналах, 2 монографии, 25 патентов.

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, приложения и списка цитируемой литературы. Общий объём составляет 375 страниц, включая 201 рисунок; список цитируемой литературы содержит 280 наименований.

Содержание работы

Во введении представлена общая характеристика работы: обоснована актуальность темы, сформулирована цель и задачи исследований, показана новизна и практическая значимость результатов, перечислены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава — обзорная, она состоит из девяти разделов. В разделе 1.1 приведена современная классификация полярных ЖК, которые, с точки зрения их диэлектрических свойств, подразделяются на сегнетоэлектрики, антисегнето-электрики, ферриэлектрики и гелиэлектрики [26]. Отмечается, что все полярные ЖК являются нелинейными диэлектриками, поэтому для анализа их диэлектрической восприимчивости х(Е) надо пользоваться её общим определением:

(сгс), (СИ) (1),

дЕ 8Е

-* >

где Е - электрическое поле, Р - макроскопическая электрическая поляризация, е0 =8,85-10"12 Кл/В-м — диэлектрическая постоянная вакуума.

В разделе 1.2 рассмотрена, согласно [27], структура и симметрия фаз ахи-ральных термотропных ЖК, включая нематическую фазу (Ы) и смектические фазы (А, С В, I, Р, .1, О, Е, К, Н).

Известные сведения о структуре и симметрии хирапьных термотропных жидкокристаллических фаз К*, А*, С* приведены в разделе 1.3. Согласно [4], рассмотрена причина возникновения спонтанной поляризации Рс в фазе С*, приведено простейшее соотношение, связывающее Рс и параметр порядка

■ . . • (2).

где ¡1р — пьезоэлектрический1 модуль, х* - высокочастотная часть диэлектрической восприимчивости жидкого кристалла. Изложены существующие представления о пространственной ориентации вектора спонтанной поляризации, рис. 1.

В том же разделе 1.3 приведены литературные данные, показывающие, что анализ дипольного упорядочения только на основе симметрии фазы С* не объ-

ясняет многие известные экспериментальные результаты, например, сильную зависимость величины спонтанной поляризации от молекулярного строения, температурную зависимость шага спирали геликоида, инверсию знака Рс. Отмечено, что указанные несоответствия феноменологической теории [4] эксперименту снимаются в рамках молекулярно-статистической теории дипольного упорядочения [28]. Сделан вывод, что молекулярные аспекты сегнетоэлектриче-ства в С*ЖК в целом исследованы слабо, поэтому автор работы постав™ перед собой задачу уделить внимание этому направлению исследований.

Рисунок 1. Взаимное расположение векторов: спонтанной поляризации

Рс, директора п, нормали е к плоскости смекткческого слоя и проекции

с директора на плоскость смектиче-ского слоя фазы С*.

Отмечено, что влияние квадрупольных межмолекулярных взаимодействий на дипольное упорядочение в фазе С* предсказано в теории Урбане и Жекша [29]. Теория предсказывает в общем случае нелинейную зависимость Рс(в), которая в предельном случае малости квадрупольных взаимодействий переходит в соотношение (2).

В разделе 1.4 приведены литературные данные об известных структурах смектических слоев в фазе С*: геликоидальной, поверхностно-стабилизированной структуре "книжной полки", наклонной структуре смектических слоев, о шевронных и доменных структурах. Проводится анализ условий существования структур, их оптических и электрооптических проявлений.

В разделе 1.5 анализируются публикации, посвященные диэлектрическим свойствам С*ЖК. Из литературы известны два основных вклада в диэлектрическую восприимчивость смектиков С*. Эти вклады соответствуют степеням свободы С*ЖК и называются мягкой и голдстоуновской модами. Мягкая мода связана с флуктуациями угла наклона О молекул в смектических слоях (рис. 1). Голдстоуновская мода в геликоидальной фазе С* обусловлена флуктуациями азимутального угла <р (рис. 1), при которых полярный угол в остаётся постоян-

ным. Обе моды называются коллективными модами, потому что они характеризуют способность спонтанно поляризованной упорядоченной структуры жидкого кристалла переориентироваться во внешнем электрическом поле по степеням свободы в и ср, изменяя проекцию поляризации на направление полярной оси.

Отмечается, что диэлектрическая дисперсия С*ЖК наблюдается в интервале частот 102-И012 Гц, где обнаруживается до семи областей дисперсии [30], по крайней мере, четыре из которых связаны с неколлективными модами (например, с вращениями молекул вокруг длинных и коротких осей, внутримолекулярными вращениями и колебаниями).

Сделан общий вывод, что авторы цитированных работ не обращали внимание на нелинейности в зависимостях %(Е), в связи с чем автором поставлена перед собой задача восполнить указанный пробел.

В разделе 1.6 анализируются литературные данные по исследованию фазового А* - С*, а также феноменологическая теория сегнетоэлектричества [4]. В литературе к началу диссертационной работы отсутствовали результаты прямых измерений статической диэлектрической восприимчивости мягкой моды при фазовом переходе А* - С*, что побудило автора заняться указанным вопросом. .

Отмечается, что феноменологическая теория не запрещает существование макроскопически однородного сегнетоэлектрического состояния в фазе С*, то есть негеликоидального С*ЖК, у которого волновой вектор да=0:

где р0 - шаг спирали геликоида. Экспериментальное исследование возможности создания негеликоидальных С*ЖК было одной из задач данной работы.

В разделе 1.6 также приведены основы теории релаксации возмущений параметра порядка и спонтанной поляризации С*ЖК, основы теории вращательной вязкости фазы С* [30], термодинамика фазового перехода А*-С* [31], основы микроскопическая теории дипольного упорядочения в фазе С*: !.

В разделе 1.7 приведено сравнительное рассмотрите физических моделей ориентации тематических и смектических С* жидких кристаллов твёрдыми поверхностями, основанное на энергетическом подходе к анализу ориентации не-матических ЖК [32]. По результатам литературного обзора сделан вывод, что получение однородной ориентации в смектической С* фазе жидких кристаллов — существенно более сложная проблема, чем в нематической фазе, но физическая причина существования этой проблемы никем так и не была установлена.

В разделе 1.8 дан обзор литературы по электрооптике С*ЖК. Рассмотрены известные к началу работы электрооптические эффекты: электроклинный эффект [10] и эффект модуляции света поверхностно-стабилизированной структурой С*ЖК [3]. Приведены литературные данные по исследованию электрооптического эффекта деформированной полем спирали геликоида смектика С* [21].

Приведены литературные данные по эффекту бистабшгьности в электрооптических ячейках на основе смектиков С* [3], включая теоретические модели.

Дан обзор работ по модуляции света капсулированными полимером С*ЖК (КПС*ЖК).

В разделе 1.9 изложены описанные в литературе результаты исследований гистерезиса в смектических С* электрооптических ячейках, согласно которым гистерезис - динамическое свойство С*ЖК. Это означает, что коэрцитивная сила

Ус петли гистерезиса зависит от частоты изменения приложенного поля [33]: Кс ш (4)>

где V — амплитуда напряжения, задаваемого в виде V = Уят&Х, со - частота внешнего поля, с!Сжк - толщина слоя С*ЖК, у9 - коэффициент вращательной вязкости, <р0 - значение азимутального угла <р (рис. 1) при У=0, аг=0.

При некоторых условиях гистерезис в электрооптическом отклике С*ЖК вообще может отсутствовать [34], что наблюдается при изменении частоты внешнего поля в процессе перехода аномального гистерезиса в нормальный. Положение об инверсии знака гистерезиса и об отсутствии гистерезиса как раз на частоте инверсии / играет ключевую роль в методологии исследования.

Вторая глава посвящена описанию методик эксперимента, использованных в диссертациошгой работе. В разделе 2.1 описаны пироэлектрические методы исследования С*ЖК, оспованые на измерении пироэлектрического коэффициента у, то есть производной макроскопической поляризации Р по температуре Т:

5Р

(5)

при постоянных значениях плотности вещества р и электрического поля Е. Дифференцируя соотношение (5) по внешнему электрическому полю Е и учитывая определение (1) диэлектрической восприимчивости %, можно записать следующее тождество:

' Ёг *|> Ё*

8Е |т'р" 5Е ^ = дТ 1т-е = эт|Т'р ( У

Из этого тождества видно, что измерение производной пирокоэффициента по внешнему электрическому полю при фиксированной температуре эквивалентно измерению производной диэлектрической восприимчивости по температуре. Тождество (6) лежит в основе разработанного автором дифференциального пироэлектрического метода диэлектрических измерений.

Результаты измерений диэлектрической восприимчивости Хв мягкой моды С*ЖК, полученные описанным методом, показаны на рисунке 2.

Хе.10"5

||.ю2к

Т. с

Рисунок 2. Температурные зависимости производной диэлектрической восприимчивости мягкой моды и диэлектрической восприимчивости мягкой моды

Хв С*ЖК ДОБАМБЦ, измеренные в окрестности фазового перехода смектик А* - смектик С* при напряжённости электрического поля 1,5-106 В/м.

Измерение температурной зависимости производной дХв I ^Т создаёт возможность весьма точного определения температуры фазового перехода из параэлек-трической фазы А* в сегнетоэлектрическую фазу С*. Полагая, что максимум диэлектрической восприимчивости мягкой моды соответствует температуре фазового перехода, получаем условие измерения температуры фазового перехода: -

дХ, дТ

=0

(7)-

Очень сильная температурная зависимость функции д%д / ЗТ вблизи фазового перехода А*-С* (рис. 2) обеспечивает точность определения температуры перехода не менее чем ±0,025 С, что позволяет вычислять критические индексы в температурных зависимостях диэлектрической восприимчивости.

Метод экспериментального определения модуля Кв(Т) упругости мягкой моды С*ЖК основан на полученном автором соотношении:

Кв{Т) = Р?16%в (8),

которое справедливо, если выполняется соотношение (2).

Метод экспериментального определения коэффициента ув(Т) вращательной вязкости мягкой моды С*ЖК основан на полученном автором соотношении:

Ув(Т) = Кв{Т)-тв(Т)

(9),

где тв(Т) - время релаксации возмущений угла наклона, которое измерялось по кинетике пироэлектрического отклика С*ЖК на гигантский лазерный импульс. Типичные для С*ЖК зависимости гв{Т) и У в (X) приведены на рисунке 3.

ув,Пуаз

оо0ооооо

« • о • • °„ •

V иО

87 88

89 90 Т,°С

91

92

5 4 3 2 1 0

Рисунок 3. Температурные зависимости вращательной вязкости у„(Т) и времени релаксации та(Т) С*ЖК ДОБАМБЦ в окрестности фазового перехода А* - С*.

В разделе 2.2 описаны методы исследования С*ЖК, основанные на измерениях тока переполяризации при смене знака приложенного поля. Этот ток в общем случае состоит из трех компонент:

¿V V 0 арс

л я <л

(10),

где /я- омический ток, вызываемый свободными носителями заряда; 1а - емкостной ток, то есть отклик, связанный с высокочастотной частью восприимчивости

16

ток переполяризации, обусловленный переориентацией вектора спонтанной поляризации после смены знака управляющего напряжения V, R - сопротивление; Ся,, — емкость ячейки. Если IR »ID, IR »Ia , то измерения зависимостей токов переполяризации Ir(E) С*ЖК от электрического поля позволяют построить полевые зависимости диэлектрической восприимчивости;^(Я), обусловленной переориентацией молекул по углу (р (рис. 1) под действием поля. Связь тока IR и восприимчивости Xv в общем виде записывается как:

если измерительное напряжение треугольной формы, (11) преобразуется к виду:

X¿E)^IR{E)S-lf-'Ell (12),

где / - частота изменения моля, Е0 - амплитуда поля.Измерив зависимость Ir(E), по формуле (12) можно вычислить полевую зависимость диэлектрической восприимчивости xv{E), (рис! 4). Зависимость макроскопической поляризации

от поля Р{Е) получается интегрированием зависимостей %r(.Е):

Е ' Е

= -Рс + \xl(E)dE, РАЕ) = РС+ \Z;(E)dE (13).

Рисунок 4. Зависимости диэлектрической восприимчивости и макроскопической поляризации от электрического поля С*ЖК ячейки, заполненной С*ЖК - 408, площадь 5—1,0 см2, толщина слоя жидкого кристалла dcxx =16 мкм, Т = 23°С, частота измерительного напряжения 510° Гц.

Параметры Рс и -Рс в (13) - это уровни насыщения зависимостей макроскопической поляризации от поля, совпадающие, очевидно, со значением спонтанной поляризации. Зависимости Р^(Е) и Р_(Е) в (13) - ветви кривой гистерезиса

-2*10' -1x10

Е,В/м

1Х105 2x10"

в зависимости поляризации от поля (рис. 4). Проведенный в данном разделе анализ токов переполяризации и восприимчивостей относится к случаю, когда угол наклона молекул в от электрического поля не зависит, то есть электроклинный эффект [10] исключён. Это достигается, во-первых, за счёт малой напряжённости измерительного электрического поля, а во-вторых, диэлектрическая восприимчивость мягкой моды Хе вообще пренебрежимо мала по сравнению с восприимчивостью х9 > что видно, например, из сравнения рисунков 2 и 4. В разделе 2.2 описаны известные из литературы и использованные в работе методы измерения спонтанной поляризации путём интегрирования токов переполяризации и измерения азимутальной вращательной вязкости у? по токам переполяризации.

В разделе 2.3 описаны известные из литературы оптические и электрооптические методы исследований С*ЖК. Это методы идентификации мезофаз ЖК, измерения шага спирали геликоида, регистрации электрооптического отклика, измерения показателя двулучепреломления, измерения свободной поверхностной энергии (СПЭ) ориентантов, который распространён автором работы и на случай поверхностей самих С*ЖК. Дело в том, что некоторые смачивающие жидкости, например, глицерин и а-бром-нафталин смачивают свободную поверхность С*ЖК так же, как и поверхность твёрдых тел, не растворяясь в С*ЖК и не вступая с ним в химические реакции. Именно это обстоятельство позволило измерять СПЭ смектика С* известным методом смачивания [35].

В разделе 2.4 описано технологическое и материаловедческое обеспечение эксперимента.

Третья глава посвящена исследованию поляризации хиральных смектиче-ских ЖК. В разделе 3.1 рассмотрено соотношение между спонтанной и индуцированной поляризацией в фазах А* и С*. Макроскопическая поляризация Р(Т,Е) С*ЖК во внешнем электрическом поле Е> Ес (Ес . поле раскрутки геликоида) - это сумма спонтанной поляризации Рс, индуцированной "электро-клинной" поляризации Рэл = /л-вх(Т,Е) и индуцированной поляризации

Р(.Т,Е) = РС+РЗЛ + Р11 =М-ШТ) + 0^Т,ЕУ\+хЕ (14).

При Е<ЕС помимо трёх упомянутых вкладов в поляризацию присутствует ещё и флексоэлектрическая поляризация, относительный вклад которой в зависимости от Е также рассмотрен в разделе 3.1.

Раздел 3.2 посвящен исследованию механизмов дипольного упорядочения в фазе С*. Теоретически и экспериментально показано, что существуют два вклада в спонтанную поляризацию: Рд °св и Р, сев 3, названные модами спонтанной поляризации и различающиеся по временам релаксации более чем на два порядка. Время релаксации составляющей Рд составляет 1-Я О мке, а Я, —менее 20 не:

В общем виде зависимость спонташгой поляризации от угла в имеет вид:

Рс=Ре+Р, = Х± (Ро-ОУ^ (15),

А*«

где цдп (л, — коэффциенты, зависящие только от молекулярного строения. Исследовано влияние молекулярного строения на ¡лд и /ль дана интерпретация микроскопической природы мод Рс и механизмов дипольного упорядочения.

В разделе 3.3 изложены принципы создания смесевых С*ЖК из несегнето-электричсских компонентов. Экспериментально показано, что спонтанная поляризация С*ЖК такого типа может быть того же порядка, как и спонтанная поляризация твёрдого сегнетоэлектрика — сегнетовой соли (около 2-10"3 Кл/м2).

В разделе 3.4 показано, что не существует никакой взаимосвязи между Рс и шагом спирали С*ЖК. Может существовать как негеликоидальный (яо=0) С*ЖК (Рс ^ 0), так и не сегнетоэлектрический геликоидальный смектик С* (рис. 5).

Рисунок 5. Зависимость волнового вектора д„ геликоида от концентрации О-ГОБАХПЦ в смеси Ь-ДОБАМБЦ + В-ГОБАХПЦ при Тс-Т= 4 С и толщине слоя жидкого кристалла 200 мкм (•) и 20 мкм (О); концентрационная зависимость спонтанной поляризации (о) при Тс - Г =20°С.

В четвёртой главе описаны результаты исследований оптических и электрооптических свойств пространственно однородных смектиков С*, ограниченных твёрдыми поверхностями. В разделе 4.1 на экспериментально показано, что тип ориентации С*ЖК (планарная или гомеотропная), как и для нематических

ЖК, определяет разность А/ — — :

,сжк

Ау > 0 гомеотропная ориентация А/<0 планарная ориентация, (16),

где /I и ^ - соответственно свободные поверхностные энергии (СПЭ) жидкого кристалла и ориентанта. Проведен энергетический анализ качества планарной ориентации С*ЖК, для чего введён параметр &ор, оптического качества:

8ар, = "

усГ

(17),

где А^ = у¡¡; — уВ1 - анизотропия свободной поверхностной энергии ориентанта; Уш и Хл - свободные поверхностные энергии, соответственно параллельно и перпендикулярно направлению натирания полиимида или плоскости поляризации ультрафиолетового излучения, падающего па поверхность фотоориентан-та; Л/^г = у5± — у^жк. Величина 8ор, определяет контрастное отношение полуволновых электрооптических С*ЖК ячеек, независимо от химического строения ориептантов и С*ЖК, толщины слоя ориентанта и обработки его поверхности.

Качество ориентации С*ЖК зависит и от типа граничных условий. Например, при переходе от симметрии к асимметрии граничных условий возможно даже подавление зигзаг-дефектов, то есть шевронной структуры (рис. 6). Этот результат является иллюстрацией преимущества асимметрии граничных условий перед их симметрией.

а)

С)

Рисунок 6. Текстуры негеликоидального С*ЖК -500 при толщине слоев 5мкм: я) обе поверхности 1ТО покрыты слоями фотоориентанта толщиной 9 нм, б) одна из поверхностей 1ТО ячеек покрыта слоем ЭП-! толщиной 9 нм, на другой поверхности 1ТО никакого ориентанта нет. Время экспозиции поверхности фотоориентанта поляризованным УФ светом длиной волны 365 нм и плотностью мощности 60 Вг/м2 составляет 30 минут. Площадь изображений на микрофотографиях — 275мкмх350мкм.

В разделе 4.2 рассмотрено пропускание полихроматического света однородными слоями смектиков С*, находящимися между скрещенными поляроидами. Показано, что зависимость пропускания Т(с!сжк) от толщины слоя негеликоидального С*ЖК в случае ортогональной подложкам ориентации смектиче-ских слоев определяется соотношением:

\<Az-A¡^Jlt Л

где Л, и Я, - границы спектрального интервала, ¿'(Я) - нормированный спектр источника излучения, С(Д) - нормированная спектральная чувствительность фотоприёмгшка, Ап(л) - показатель двулучепреломления. Расчёт по формуле (18) удовлетворительно аппроксимирует экспериментальную зависимость Т^с1сжк) (рис. 7). Сравнение расчёта с экспериментом обеспечивалось за счёт выбора фотоприёмника (ФЭУ-68), спектральная чувствительность которого близка к спектральной чувствительности глаза. Хорошее совпадение расчётных и экспериментальных значений Т1 (с1сжк) означает, что рисунок 7 иллюстрирует зрительное восприятие яркости открытого состояния С*ЖК модуляторов белого света.

1(<и,отн.ед.

о s ю

Рисунок 7. Сплошная кривая - расчёт TL{d) по (18), если S(\) - спектр белого света, G(Á) - спектральная чувствительность глаза, А, =400 нм, Я, =700 нм. Точки (•) - измеренные с помощью ФЭУ-68 значения пропускания света (от лампочки микроскопа) С*ЖК ячейками, нормированные на пропускание пустых ячеек, находящихся между параллельными поляроидами, и на sin2 4в.

В разделе 4.2 также описаны результаты экспериментального исследования цветов двулучепреломления в зависимости от Лсжк .

В разделе 4.3 рассмотрены молекулярные аспекты двулучепреломления С*ЖК. Показано, что двулучепреломление в фазе С*, как и в нематической фазе

ЖК, зависит главным образом от строения жёсткого сердечника молекул, прежде всего от анизотропии его формы, которую в первом приближении можно характеризовать просто числом колец в жёстком молекулярном сердечнике.

Раздел 4.4 посвящен описанию результатов исследования электрооптического отклика планарно ориентированного пространственно-однородного слоя негеликоидального смектика С*. Теоретическое рассмотрение основано на общем уравнении динамики директора С*ЖК без учёта граничных условий:

уч = -РСЕ sin (р + е0АеЕ2 sin2 О sin <р cos (р + К v2p (19),

где К — модуль упругости С*ЖК в одноконстантном приближении, As - анизотропия диэлектрической проницаемости. Это уравнение не имеет аналитического решения, поэтому были сделаны допущения:

РСЕ » K-V2tp, РСЕ » е0 Д еЕ2 sin2 в (20),

условия правомерности которых определены экспериментально. При выполнении (20) временная зависимость пропускания T(t) слоя С*ЖК между скрещенными поляроидами, смектические слои которого ортогональны подложкам, после мгновенной смены знака приложенного поля Е описывается соотношением:

а постоянная времиш тс имеет вид:

РЕ

(23).

Точность описания осциллограммы электрооптического отклика соотношениями (21) и (22) зависит от правомерности допущения (20), которое справедливо, если, согласно (23), зависимость обратного времени электрооптического отклика от электрического поля является строго линейной функцией. Обеспечив в эксперименте перечисленные выше условия линеаризации функции 1/гс(£), можно добиться высокой точности описания осциллограммы электрооптического отклика соотношением (21), что видно из рисунка 8. Показано, что при

c 1плЯ ~ 0,805

Соотношение (24) является определяющим для вычисления коэффициента вращательной вязкости у9 по измеренным значениям '0,9 — 'о,5 , Л: и Е.

Рисунок 8. Электрооптический отклик СЖК-13, <}Сжк =1.45 мкм: эксперимент (о) и аппроксимация (сплошная линия) соотношением (21) при Дта/^/Л^О.Э, А = 0,63 мкм, 0=22, Е = Ю7 В/м, п± = 1,5, Т=25°С, <р„ =28°, г, =0,28 Пуаз. Символ (•) - расхождение расчётных и экспериментальных значений (функция Aft)).

Таким образом, результаты раздела 4.4 позволили не только описать в аналитическом виде форму кривой электрооптического отклика, но и разработать электрооптический метод измерения коэффициента вращательной вязкости у^..

Глава 5 посвящена результатам исследования вращательной вязкости и динамики движения директора фазы С* жидких кристаллов.

В разделе 5.1 показано, что в фазе С* динамика директора описывается двумя коэффициентами вращательной вязкости: ув и уг > температурные зависимости которых приведены на рисунке 9. Наличие двух коэффициентов вращательной вязкости можно объяснить существованием двухкомпонентного (комплексного) параметра порядка смектика С*:

в = 0ое'г (25),

компоненты которого Окр не зависят друг от друга, значит, повороты директора rio 9yl ф и должны характеризоваться разной диссипацией энергии. Получены соотношения, связывающие коэффициенты вращательной вязкости с модулем О параметра порядка:

y^a9e2-exp(Ur/kT) (26),

T(t) A(t),%

Го = % ехр(£/„/кТ) + а„вг ехр ([/„/А:Г)

(27),

где а, и я, ■ постоянные величины, Чг = У(20) - К(0), С/„ = К(я72)-К(0) -активационные барьеры, к — постоянная Больцмана, Т — температура. Соотношения (26) и (27) подтверждены экспериментально.

Рисунок 9. Температурные

зависимости коэффициентов

вращательной вязкости в

фазах К* и С* бинарной

смеси ахирального ЖК п-

гексилоксифениловый эфир-

п -октилоксибензойцой

кислоты (95% весовых

смеси) и оптически

активной добавки Ь-п-

гексилоксибензилиден- п -I -амино-2-

цианопропилциннамат (5% весовых в смеси).

В разделе 5.2 рассмотрены молекулярные аспекты вращательной вязкости. Показано, что величина иг зависит от концентрации хиральных молекул1 в смеси. Для ахирального смектика С С/,—>0, то есть переориентация ахиральных молекул по углу ф происходит без преодоления потенциального барьера, а для хиральных молекул потенциальный барьер существует.

Раздел 5.3 посвящён описанию принципов минимизации времени переориентации директора пространственно-однородного С*ЖК в электрическом поле.

В разделе 5.4 рассмотрены различия в динамике переориентации во внешнем поле жёстких сердечников и алифатических фрагментов молекул С*ЖК.

В разделе 5.5 приведены результаты исследования обнаруженного нами эффекта свободной релаксации директора негеликоидалыюго С*ЖК по азимутальному углу ф к состояниям ф-»0 и <р—>л. Необходимым условием существования этого типа релаксации является бистабилыюсть электрооптических ячеек, когда состояния с максимальным и минимальным пропусканием света сохраняются сколь угодно долго после выключения импульсов управляющего напряжения и

короткого замыкания электродов ячейки. Бистабильность достигается, если длительность управляющих импульсов превышает некоторое пороговое значение та, равное времени полного изменения состояния пропускания света ячейкой после мгновенной смены знака напряжения, приложенного к слою С*ЖК.

Если длительность г импульсов напряжения удовлетворяет условию:

Г„

- < г < г„

(28),

то состояние пропускания света электрооптической ячейкой, разумеется, не успевает измениться полностью за время длительности импульса. После окончания импульса и короткого замыкания электродов ячейки пропускание продолжает нарастать по экспоненциальному закону, стремясь к состоянию насыщения, равному максимальному пропусканию в бистабильном режиме, (рис. 10). Этот экспоненциальный процесс нарастания пропускания света в отсутствии управляющего напряжения и есть проявление свободной релаксации директора по углу (р. Его постоянная времени показана на нижней диаграмме (рис. 10).

и, В

оо 1.0x101

1, сек.

I, отн. ед.

2.0x10

Рис. 10. Внизу - осциллограмма электрооптического отклика бистабильной С'ЖК ячейки на знакопеременные импульсы напряжения (показаны вверху), наблюдаемая при условии (28). Толщина слоя С*ЖК-497 в ячейке — 5,2 микрометра, Т=23 С, на поверхности прозрачных проводящих слоев 1ТО находится фото-ориентант БО-!, толщина его слоя 9 им.

Теоретически и экспериментально показано, что время Тщ пропорционально толщине слоя С*ЖК с!сжк и обратно пропорционально коэффициенту И^ дисперсионной части энергии сцепления С*ЖК с подложками:

г

(29).

Соотношение (29) позволяет вычислить 1Уд, если измерена зависимость тяа(с1сжК) и значение коэффициента уф, что и было впервые сделано нами.

В главе 6 рассмотрены элеюгрооптические эффекты в пространственно неоднородных структурах сегнетоэлектрических ЖК.

Раздел 6.1 посвящен результатам исследований пропускания света геликоидальной структурой фазы С*, находящейся между скрещенными поляроидами во внешнем электрическом поле.

В разделе 6.2 описан электрооптический отклик геликоидальной структуры С*ЖК, имеющий при Е<ЕС две особенности. Во-первых, время отклика г0 обратно пропорционально частоте управляющего напряжения в широком интервале частот изменения поля, что, как следует из результатов раздела 4.4, принципиально невозможно в пространственно-однородном случае. Во-вторых, для пространственно-неоднородного геликоидального С*ЖК (Е<Ес) зависимость тол-о,ЛТ) (кривая 2 на рис. 11) существенно слабее, чем для слоя пространственно .однородного С*ЖК (кривая 1 на рис. 11). Это означает, что энергия активации не является главным фактором, определяющим температурную зависимость времени отклика, что возможно только при отсутствии полной переориентации молекул жидкого кристалла в процессе электрооптического отклика.

100 во

<л

а. во

I Ю

и

20 0

е>е_

40 50 Т,°С

100 80 60 40 20

Рисунок 11. Температурные зависимости времени

электрооптического отклика геликоидального С*ЖК-509 (р0 = 0,2/га при Т=25°С), (¡сжк = 2 мкм. При Е > Ес измерения на частоте напряжения 100 Гц (кривая 1), при Е<ЕС (кривая 2) — на частоте 10 кГц. Напряжённость приложенного поля Е =±5 10б В/м.

Показано, что в высокочастотной моде электрооптического эффекта деформированного полем геликоида время отклика не превышает 0,8 мкс и практически не зависит от температуры в широком температурном интервале 15°С-г80°С.

При этом слой С*ЖК ведёт себя как электроуправляемая пластинка >72, то есть наблюдается аналогия с эффектом Поккельса, но полуволновое напряжение около 30 В при с1сжк=2,5 мкм. Даётся интерпретация наблюдаемого эффекта.

В разделе 6.3 описываются электрооптические проявления обнаруженных нами сегнетоэлектрических доменов в негеликоидальных С*ЖК(рис. 12а), которые представляют собой периодическую вдоль направления натирания ориен-танта структуру переменной оптической плотности, возникающую при Рс>50 нКл/см2. Период доменной структуры обратно пропорционален ¡'I, как для электрострикционных деформаций твёрдых сегнетоэлектриков, понижающих энергию электростатического поля спонтанной поляризации. Поэтому мы назвали эти домены сегнетоэлектрическими, указывая на их физическую природу.

Если длительность электрического импульса тр, приложенного к доменной структуре, меньше времени захвата бистабильности тсь то после выключения этого импульса и короткого замыкания электродов ячейки запоминается текстура, показанная на рис. 12 б. Она характеризуется наличием регулярной структуры светлых и чёрных полос, параллельных плоскостям смектических слоев, период которых примерно равен периоду сегнетоэлектрических доменов. Светлые полосы показывают пространственные области, в которых происходит полное переключение директора ЖК, чёрные полосы - области, где переключение директора не начиналось. Между этими областями существуют чётко выраженные границы (рис. 12 б), иллюстрирующие тот факт, что в смектических слоях бис-табильных С*ЖК существуют только два устойчивых положения директора.

Рисунок 12. Текстуры сегнетоэлектрических доменов слоя негеликоидалыюго С*ЖК-346, с1сжк~ 6 мкм. Площадь изображений - 45мкмх45мкм, Т~24 С. Фотографии сделаны через 10 минут после снятия электрического напряжения с ячейки. На ячейку подавались знакопеременные импульсы, форма которых показана на верхней кривой рисунка 10. Длительность импульсов: а) 3 та, б) 0,5 тс1.

Интегральное пропускание света при этом есть результат пространственного усреднения интенсивности в апертуре светового потока, которая всегда

много больше периода доменов. При изменении соотношения длительности управляющего импульса тр и времени тс, изменяется соотношение площадей светлых и чёрных полос в текстуре С*ЖК, запоминаемой после выключения напряжения. Поэтому запоминаются любые состояния пропускания света, промежуточные между максимальным и минимальным, (рис.13). Соотношение тр/га можно изменять путём вариации длительности или амплитуды импульсов.

Рис. 13. Изменение запоминаемого состояния пропускания света электрооптической ячейкой на основе негеликоидального С*ЖК-497 (¿сжк =7мкм) в зависимости от амплитуды знакопеременных импульсов

длительностью 1 мс. Период сегнетоэлектрических доменов - 5 мкм, температура Т=24 С.

Результаты, приведенные на рисунках 12 и 13, выражают суть электрооптического поведения сегнетоэлектрических доменов в негеликоидальных смекти-ках С*, которую можно сформулировать как эффект мультистабильности состояний пропускания света.

Глава 7 посвящена результатам исследования статической диэлектрической восприимчивости фазы С*. В разделе 7.1 проведен сравнительный анализ статической диэлектрической восприимчивости Хи геликоидальных и негеликоидальных смектиков С*. Экспериментально показано, что дисперсия диэлектрической восприимчивости негеликоидального С*ЖК отсутствует в области Ю^-ИО"2 Гц, геликоидального — 0,1-И 0 Гц. Впервые получена экспериментально полевая зависимость статической диэлектрической восприимчивости х*(Е) негеликоидального С*ЖК (рис. 14), которая характеризуется наличием гистерезиса.

В зависимости статической диэлектрической восприимчивости '/с геликоидального С*ЖК от поля гистерезис не проявляется (рис. 15). В зависимости Хо(Е) рисунка 15 существует область значений поля, где Ха — постоянная величина. В этом случае справедливо соотношение:

1,10"3 с

где - объёмная плотность энергии упругости, К - модуль упругости геликоида. Из (30) по измеренным значениям ха, Рс, 0 и до мы вычисляли значения 1Уа и К. Например, из (30), рисунка 15 и подписи к нему: Дж/м3, /Г=3-10"ПН.

Р(Е),10"5 Кп/м2

Рисунок 14. Зависимости макроскопической поляризации (а) и диэлектрической восприимчивости (б) негеликоидального смектика С* ЖК-346 от электрического поля. /Зсжх бмкм, С*ЖК ограничен слоями 1ТО, на один из которых нанесено ориентирующее покрытие ПМДА-ОДА толщиной 10 нм. Измерения проводились при действии на ячейку напряжения треугольной формы частотой 5-10"3Гц при Т=21°С.

Хв(Е)

Е, 10 В/м

Рисунок 15. Полевая зависимость статической диэлектрической восприимчивости геликоидального С*ЖК-29 (0(=6-1О6м"', Р,.=0,85-103 Кл/м2, 0=32°), измеренная при толщине слоя С*ЖК 1мм, частоте измерительного поля 10"3 Гц Т=21'С.

и температуре

В разделе 7.2 рассмотрена связь энергии сцепления негеликоидалыюго С*ЖК с твёрдой поверхностью и статической диэлектрической восприимчивости. Показано, что значение диэлектрической восприимчивости на ветви Хфо (рис. 14) при Е~»0 подчиняется соотношению (записано в системе СГС):

рМ

с " сжк

т0

где РУ,д - коэффициент дисперсионной части энергии сцепления, который впервые определён нами экспериментально из (31) и рисунка 14.

В разделе 7.3 рассмотрена трансформация структуры смекгических слоёв во внешнем поле и полевые зависимости диэлектрической восприимчивости негеликоидальных С*ЖК. Показано, что коэрцитивное поле ЛЕС статической петли диэлектрического гистерезиса (рис. 14) описывается соотношением:

позволяющим вычислить значение \¥а из экспериментальной зависимости рисунка 14, Рс и ¿сжк-

Результаты, приведенные в разделах 7.1-5-7.3, справедливы только для негеликоидальных С*ЖК с большой спонтанной поляризацией >5-1Сг" Кл/м\ малой диэлектрической анизотропией еа < 1, и если не наблюдаются шевронные дефекты. Такие С*ЖК созданы в ходе выполнения данной работы.

Раздел 7. 4 посвящен описанию результатов исследования диэлектрической восприимчивости мягкой моды смектических ЖК. При записи объёмной плотности свободной энергии Р мягкой моды в виде разложения Ландау по чётным степеням параметра порядка О2 и 04 учитывается также энергия взаимодействия ¡лОЕ поляризации Р(Т, Е) = ¡л(Т, Е) • 0(Т, Е) с электрическим полем Е:

Здесь а0 и Ь - постоянные для данного С*ЖК коэффициенты, Тс — температура фазового перехода А*-С*. Минимизация (33) по О и решение полученного уравнения позволяет получить выражение для индуцированного полем угла па-клона молекул в1(Т,Е) при любых значениях напряжённости поля:

Е = ±а0(Т-Тс)в2+±Ье*-МвЕ

1

(33).

е1{т,Е)=е(г,Е)т-0о<т)

при этом 0,(Г,£)(1) задаётся соотношением:

12Ъ Ч{2Ь ] а &АТ) - соотношением

3 ъ

2 Ъ

У

3 ь

(Т-Те)

(36).

Диэлектрическая восприимчивость Хо мягкой моды при произвольные значениях электрического поля, когда приближения слабого и сильного полей не действуют, определяется по формуле:

(37))

учитывая возможность существования слабых температурных и полевых зависимостей параметра /л [29]. Полученная в эксперименте (рис. 16) зависимость удовлетворительно описывается соотношением (37).

0.20

35 40

Т,°с

Рисунок 16. Температурные зависимости диэлектрической восприимчивости мягкой моды С*ЖК-492 в электрическом поле £ =б,25-106В/м: эксперимент (•), сплошная кривая - расчёт согласно (40) при с^=2,9-104 Дж/м3К, 6=3,910вДж/м\ <^сжк -1.6мкм, приложенное напряжение ±10В.

Нами впервые показано экспериментально, что при выполнении приближения слабого поля:

Я«,/--27

а'о(Т-Тс)

Ьц1

(38)

температурная зависимость Хв (Т) вблизи фазового перехода А*-С* подчиняется закону Кюри-Вейсса, так же, как восприимчивость твердых сегнетоэлектри-ков при фазовом переходе из параэлектрической в сегаетоэлектрическую фазу.

В разделе 7.5 описана взаимосвязь между диэлектрической восприимчивостью Хе(Т), составляющей удельной теплоёмкости ДС„, соответствующей спонтанному наклону молекул в смектических слоях, и свободной энергией Г мягкой моды сегнетоэлектрических смектиков, имеющая вид:

дТ2 е\дТ) Х° Т

Соотношение (40) позволяет вычислить температурные зависимости АСд(Т)

и Г(Т) по измеренным температурным зависимостям ХвО^) и 7а - ■

В главе 8 изложены результаты' исследований гистерезиса и эффектов памяти в слоях смектиков С*, ограниченных твёрдыми поверхностями. Под эффектами памяти имеются в виду бистабильность и мультистабильность состояний оптического пропускания. Бистабильность — это свойство электрооптической ячейки запоминать на неограниченное время после выключения управляющего напряжения минимальное и максимальное пропускание света, а мультистабильность — свойство ячейки запоминать на неограниченное время после выключения управляющего напряжения любое возможное пропускание света.

В разделе 8. 1. рассмотрена связь параметров петли гистерезиса (рис. 16) электрооптической ячейки на основе негеликоидального С*ЖК с устойчивостью бистабильности состояний оптического пропускания. Введён параметр устойчивости бистабильности 5/„ связанный с параметрами петли гистерезиса:

4--ЗУ (40)'

где УС=У±-У_ - коэрцитивная сила петли гистерезиса, = 0.5- + К) - смещение центра петли гистерезиса относительно нуля. Смысл напряжений У+ и У_ понятен из рисунка 16 а. Тот же рисунок позволяет определить параметр 6У в (40). В этой же области ток переполяризации отличен от нуля - 1„ * О. Если

£4>1 (41),

то существует устойчивая бистабильность, потому что состояния минимального и максимального пропускания света сохраняются без всякого изменения при выключении напряжения (К=0), что ясно из верхней диаграммы рисунка 16а.

Интенсивность света

£ 10

>° 5

••••о • * •

6)

1Е-3 0.01 0.1 1

& Гц

Рисунок 16. Результаты измерения параметров гистерезиса электрооптической ячейки на основе С*ЖК-497, с/сжк =6 мкм, толщина фотоориентанта - 9 нм. а) Вверху -петля гистерезиса пропускания света электрооптической ячейкой, внизу - ток переполяризации той же ячейки, измеренные под действием напряжения треугольной формы частотой 0,02 Гц; б) дисперсия коэрцитивной силы ячейки.

Для частного случая статического гистерезиса, при/=10Ц-И0"2 Гц (рис. 16 б), условие устойчивости бистабильности (41) можно записать в виде:

с _—о_\-^>1 (42)

4 Рс8У ( >'

то есть устойчивость бистабильности повышается при увеличении дисперсионной части энергии сцепления 1Уд и уменьшении разности полярных частей энергии сцепления АИГР, что подтверждено экспериментально (раздел.8.2).

В разделе 8. 3 исследованы области устойчивости бистабильности, в которых выполняется соотношение (42). Например, определённые экспериментально области устойчивости бистабильности по отношению к изменению параметра АЖР при различных значениях Жд показаны на рисунке 17. Экспериментально показано, что при толщине слоя орие1гганта порядка 5-5-20 нм устойчивость бистабильности повышается при увеличении спонтанной поляризации, хотя из (42) можно было бы ожидать обратной тенденции. Причина в том, что область размытия петли гистерезиса <УК сокращается обратно пропорционально квадрату спонтанной поляризации: ¿"Кос Р~2.

2.5

Рисунок 17. Зависимости параметра устойчивости бис-табильности 5Ь электрооптических ячеек на основе

■0.5

-0.8 -0.6 -ОД -0.2 0.0 а2 0.4 0.6 0.8

тр ло^дж/м2

С'ЖК-510 (кривая 1) и С*ЖК-497 (кривая 2) от разности полярных частей энергии сцепления подложек с С*ЖК, измеренные по статическим петлям гистерезиса при с!с„ = 6 мкм, Т=23 С.

сжк

В разделе 8. 4 рассмотрена инверсная бистабильность, впервые обнаруженная нами. Суть эффекта в том, что после окончания импульса электрического поля запоминается не то оптическое состояние, которое соответствует данному импульсу, а противоположное.

В разделе 8.5 исследованы условия отсутствия гистерезиса запоминаемых состояний оптического пропускания мультистабильных электрооптических ячеек. Это возможно, если одна из ветвей петли гистерезиса выключена из процесса формирования электрооптического отклика, что происходит за счёт смещения центра петли гистерезиса, рассмотренного в разделе 8.2, когда величина смещения У^ превышает некоторое критическое значение.

Электрооптические проявления левой ветви петли гистерезиса будут подавлены, если пороговое напряжение V,м адресации уровней пропускания света положительными импульсами будет превышать напряжение насыщения Ку0 чёрного состояния при адресации импульсами отрицательной полярности (рис. 18):

Напряжения У,^в и У$о можно выразить через параметры петли гистерезиса К/1, Ус и ЗУ просто из геометрических соображений. Тогда из (42) и (44) получается условие безгистерезисного переключения запоминаемых уровней пропускания мультистабильной электрооптической ячейки::

Улл > У,

яо

(43).

Рисунок 18. Петля гистерезиса электрооптической ячейки на основе С*ЖК-497, толщина слоя которого 6 мкм. Граничные условия, асимметричные: слой фотоориентанта толщиной 9 нм нанесён только на одну из подложек 1ТО. Измерение выполнено при частоте напряжения треугольной формы 50 Гц и амплитуде ±30В, Т=23°С.

Характеристики дисплея на основе эффекта мультистабилыгости (а также других приборов, созданных на основе результатов диссертационной работы) приведены в Приложении. Фотографии изображений на экране дисплея, сделанные через сутки после выключения питания дисплея, показаны рисунке 19.

а) . б) . в) г) д) е)

Рисунок 19. Изображения, запомненные на экране дисплея: а), б), в), д) - бинарные изображения, г), е)- изображения с градациями уровней серого.

Основные результаты и выводы

Главный результат диссертационной работы - разработка физических принципов создания С*ЖК из несегпетоэлектрических компонентов. В С*ЖК этого типа нами обнаружены новые электрооптические эффекты, используемые для создания устройств модуляции света и отображения информации. Средствами достижения главного результата были исследования физических свойств С*ЖК, включая корреляции "структура — свойства", а также разработка новых методов эксперимента, необходимых для проведения исследований.

Итог работы в целом отражают следующие выводы: 1. Разработаны новые методы исследования сегнетоэлектрических жидких кристаллов:

0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2

-10 0 10 Напряжение

• дифференциальный пироэлектрический и токовый методы измерения статической диэлектрической восприимчивости,

• методы измерения вращательной вязкости,

• пироэлектрический метод измерения упругости,

• метод измерения свободной поверхностной энергии фазы С*ЖК,

• метод измерения двулучепреломления смектиков С*,

• метод измерения теплоёмкости мягкой моды С*ЖК,

• метод измерения энергии сцепления С*ЖК с ограничивающими его твёрдыми поверхностями.

2. Впервые исследованы свойства и параметры смектиков С*:

• статическая диэлектрическая восприимчивость,

• упругость мягкой моды при фазовом переходе из параэлектрической фазы А* в сегнетоэлектрическую фазу С*,

• коэффициенты вращательной вязкости, соответствующие изменению действительной и мнимой частей параметра порядка смектиков С*,

• свободная поверхностная энергия С*ЖК, на основании исследования которой также получены энергетические критерии качества планарной ориентации С*ЖК,

• диэлектрические проявления трансформации структуры смектических слоев под действием внешнего электрического поля, ! :;*

• энергия сцепления смектика С* с ограничивающими его твёрдыми подложками и связь энергии сцепления С*ЖК со статической диэлектрической восприимчивостью,

• получено общее соотношение между статической диэлектрической восприимчивостью, теплоёмкостью и свободной энергией мягкой моды С*ЖК,

• доказано существование мод спонтанной поляризации в фазе С*, различающихся между собой по законам зависимости спонтанной поляризации от параметра порядка и по временам релаксации поляризации. .

3. Разработаны физические основы материаловедения С*ЖК, состоящих из не-сегнетоэлектрических компонентов, включающие в себя принципы:

• управления соотношением мод спонтанной поляризации С*ЖК,

• управления величиной спонтанной поляризации С*ЖК, состоящих из несег-нетоэлектрических компонентов, ..

• управления шагом спирали геликоида и создания негеликоидальных С*ЖК с большой спонтанной поляризацией,

• минимизации вращательной вязкости С*ЖК, состоящих из несегнетоэлек-трических компонентов,

• минимизации времени электрооптического отклика пространственно-однородных и пространственно-неоднородных С*ЖК,

• управления двулучепреломлением С*ЖК.

На основе перечисленных выше пршщипов создан ассортимент жидкокристаллических сегнетоэлектрических материалов для приложений в устройствах

модуляции света и отображения информации.

4. Обнаружены новые электрооптические эффекты в С*ЖК, а именно:

• эффект высокочастотной электрооптической модуляции при деформации спирали геликоида смектического С* ЖК в электрическом поле,

• эффект инверсной бистабильности в капсулированных полимером С*ЖК,

• эффект мультистабильности состояний пропускания света в фазе С* при модуляции сегнетоэлектрических доменов электрическим полем,

• эффект свободной релаксации директора С*ЖК под действием сил сцепления молекул с ограничивающими твёрдыми поверхностями.

5. Разработаны и подтверждены экспериментально критерии устойчивости бистабильности и мультистабильности состояний оптического пропускания электрооптических ячеек на основе С*ЖК, связанные с параметрами петли гистерезиса. Определены факторы устойчивости бистабильности. Показано, что бистабильность и мультисьтабильность не являются неотъемлемым свойством С*ЖК, а существуют только внутри ограниченной области значений параметров жидкого кристалла и ограничивающих его твёрдых поверхностей.

Цитируемая литература

1. R. В. Meyer, L. Libert, L. Strzelecki, P. Keller. Ferroelectric Liquid Crystals, - J. De Phys. Lett., v. 36, p. L-69 - L-71 (1975).

2. Л.А. Береснев, Л.М. Блинов. Сегнетоэлектрические жидкие кристаллы: молекулярные аспекты, Журнал ВХО, т. 28, вып,2, с. 29-35 (1983).

3. N. A.Clark, S. Т. Lagerwall. Sub-microsecond switching in fcrroelcctric liquid crystals, J.Appl.Phys., 36,899-903 (1980).

4. С. А. Пикин, В. Л. Инденбом. Термодинамические состояния я симметрия жидких кристаллов, УФН, 125, 251-277 (1978).

5. N. Wakita, Т. Uemoda, Н. Ohnishi. Shock problem free FLCD and mechanism of alignment destruction by mechanical shock, Ferroelectrics, 149,229-238 (1993).

6. Ph. Martinot — Lagarde. Direct electrical measurement of the permanent polarization of a ferroelectric chiral smectic С liquid crystal, J. De Phys. Lett., 38, p.p.L-17 - L-19 (1977).

7. L. M. Blinov, L. A. Beresnev, N. M. Shtykov, Z. M. Elachvili. Pyroelectric properties of chiral smectic phases, J. de Phys., 40, Colloq. C3, p.C3-269-C3-274 (1979).

8. Б. И. Островский. Исследование фазовых переходов и дипольного упорядочения в смектических жидких кристаллах, Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук, Москва (1980).

9. Б. И. Островский, В. Г. Чигринов. Линейный электрооптический эффект в хи-ральных смектических С* жидких кристаллах, Кристаллография, 25, 322-331 (1980).

10. S. Garoff, R. В. Meyer, Electroclinic effect at the A-C phase change in a chiral smectic liquid crystal, Phys. Rev. Lett., 38, N°15, 848-851 (1977).

11.M. В. Лосева, Б. И. Островский, А. 3. Рабинович, А. С. Сонин, Б. А. Струков. Сег-нетоэлектричество в жидком кристалле группы эфиров, Письма в ЖЭТФ, 28, с. 404-408 (1978).

12.М. Ф. Гребёнкин, А. В. Иващенко. Жидкокристаллические материалы, сс.262-288, М„ "Химия" 1989.

13.W. Kuczynski, Н. Stegemeyer. Ferroelectric properties of smectic С liquid crystals with induced helical structure, Chem. Phys. Lett., 70, p.p. 123-126 (1980).

14.E. P. Pozhidaev, A. L. Andreev, I. N. Kompanets, N. I. Timchenko, S. T. Shin, V. F. Pet-roy. Passively addressed FLC display matrix using the volume bistable effect, EuroDisplay conference Technical Digest (Cambridge, England), 427- 428 (1996).

15.E.P. Pozhidaev, V.G. Chigrinov, Li Xihua, II.S. Kwok. Photo-aligned Ferroelectric Liquid crystal Display with Memorized Gray Scale, EuroDisplay conference Technical Digest (Edinburg, Schotland), 517-520 (2005).

16. А. Л. Андреев, А. В. Парфенов, E. П. Пожидаев, В. Г. Чигринов. Модулятор на полном внутреннем отражении, основанный на сегнетоэлектрическом жидком кристалле, Краткие сообщения по физике, №l, 13-18 (1992).

17. В. А. Алёхин, О. Б. Алеев, Е. А. Левицкая, Е. П. Пожидаев, А. А. Сергеев. Состояние л перспективы разработки электрографических принтеров с жидкокристаллическими модуляторами света, Труды Международной конференции по электрографии, Москва, стр. 168 - 174 (1991).

18. W. Haase, D. Ganzke, Е. P. Pozhidaev. Non-display applications of ferroelectric liquid crystals, Mat. Res. Soc. Symp. Proc., 599 15-26 (1999).

19.Ф. Л, Владимиров, И. П. Моричев, Н. И. Плетнева, Л. И. Петрова, В. А. Байкапов, М. И. Барник, Е. П. Пожидаев. Электрооптические и временные характеристики структуры фотопроводник — сегнетоэлектрический смектик С*, Письма в ЖТФ, 57, вып. 4, 836 - 837 (1987).

20. V. G. Chigrinov, A. G. Denisov, A. V. Parfenov, E. P. Pozhidaev. Ferroelectric smcctic C* liquid crystal image transducer, Ferroelectrics, 85, 303-306 (1988).

21.L.A. Beresnev, N.I. Chemova, V.G. Chigrinov, D.I. Dergachev, A.V. Ivashchenko, M.V. Loseva, B.I. Ostrovski, E.P. Pozhidaev, A.Z. Rabinovich, M. Schadt, V.V. Titov. Ferroelectric liquid-crystal cell, European Patent EP00309774A2 (1989).

22. A. G. H. Verhulst, G. Gnossen. Deformed -Helix Ferroelectric Liquid -Crystal Video Displays with Wide Viewing Angle, IDW'95 Digest, 35-36 (1995).

23. L.A. Beresnev, R. Buchecker, N.I. Chemova, V.G. Chigrinov, J. Funfschilling, M.V. Loseva, Yu.P. Panarin, E.P. Pozhidaev, M. Schadt. Bistable ferroelectric liquid crystal display, European Patent EP00405346B1 (1995).

24. M. В. Лосева, H. И. Чернова, О. С. Петрашевич, А. В. Иващенко, Е. П. Пожидасв, А. 3. Рабинович, М. Шадт, Р. Бухеккер. Оптически активные сложные диэфиры ароматических трехкольчатых кислот в качестве хиральных компонентов для жидкокристаллических сегнетоэлектриков. Патент России №2092883 от 10.03.1995, приоритет от 17.03.1989.

25. W. Dults, D. Ganzke, W. Haase, E. Pozhidaev, Device and method for the temperature independent operation of electro-optical switchcrs on the basis of ferroelectric liquid crystals having a deformed helix. US patent 6,900,874 Bl, May 31 (2005).

26. D. Demus, J. Goodby, G. W. Gray, H.-W. Spiess, V. Vill. Handbook of Liquid Crystals, vol. 2B, Wiley- VCH (1998).

27. P. S. Pershan. Structures of liquid crystal phases, World Scientific Publishing, Singapore (1988).

28. D. I. Photinos, E. T. Samulski. On the origin of spontaneous polarization in tilted smectic liquid crystals, Science, 270, 783-786 (1995).

29.B. Urbane, B. Zeks. The microscopic model of polar and quadrupolar ordering in ferroelectric smectic C* liquid crystals, Ferroelectrics, 113, 151-162 (1991).

30. A. C. Diogo, A. F. Martins. Molecular statistical model for twist viscosity in smcctic С liquid crystals, Liq. Cryst. One and Two Dimens. Order Proc, Int. Con/., 108-113, Berlin, Springer -Verlag (1980).

31.Б. И. Островский, С. А. Тараскин, Б. А. Струков, A. 3. Рабинович, А. С. Сонин, Н. И. Чернова. Теплоёмкость смектического жидкого кристалла ДОБАМБЦ в широком интервале температур, ФТТ, 19,3686-3689 (1977).

32. L. Т. Kreagh, A. R. Kmets. Mechanism of surface alignment in ncmatic liquid crystals, Mot. Cryst. Liq. Cryst., 24, 59-69 (1973).

33. C. Reynaerts, A. de Vos, Hysteresis loops of ferroclcctric liquid crystal displays, Ferroelectrics, 113,439-352 (1991).

34. S. Inui, N. Iimura, T. Suzuki, H. Iwane, K. Miyachi, Y. Takanishi, and A. Fukuda. Thresholdless antiferroelectricity in liquid crystals and its application to displays, J. Mater. Chem., 6,671-675 (1996).

35. A. J. Kinloch. Adhesion and Adhesives Science and Technology, London, New York, Chapman and Hall Ltd. (1987).

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Монографии

1. М. В. Лосева, Е. П. Пожидаев, А. 3. Рабинович, II. И. Чернова, А. В. Иващенко. Сегнетоэлектрические жидкие кристаллы, ВИНИТИ, итоги науки и техники, серия "Физическая химия ", том 3, Москва (1990).

2. Е. Pozhidaev, W. Haase, Dielectric properties and switching processes in ferroelectric liquid crystals based composites, a chapter in a boots "Relaxation Phenomena" — Liquid Crystals, Magnetic Systems, Polymers, High-Tc Superconductors, Metallic Glasses, pp. 376-400, Springer, Berlin (2003).

Публикации в журналах

1. Л. А. Береснев, Л. М. Блинов, В. А. Байкалов, Е. П. Пожидаев, Г. В. Пурванецкас. Первый негелигоидальный сегнетоэлектрический жидкий кристалл, Письма в ЖЭТФ, 33, вып. 10, 553-557 (1981).

2. Л. А. Береснев, Е. П. Пожидаев, Л. М. Блинов, А. И. Павлюченко, Н. Б. Этинген. Жидкокристаллический сегнетоэлекгрик с рекордной спонтанной поляризацией. Письма в ЖЭТФ, 35, вып. 10, 938-941 (1982).

3. L. A. Beresnev, L. М. Blinov, V. A. Baikalov, Е. P. Pozhidaev, A. I. Pavluchenko, G. V. Purvanetskas. Ferroelectricity in tilted smectics doped with optically active additives, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 89, 327- 338 (1982).

4. E. П. Пожидаев, Л. M. Блинов, Л. А. Береснев, С. А. Пикин. Новый вклад в спонтанную поляризацию сегнетоэлектрических жидких кристаллов, Письма в ЖЭТФ, 37, вып. 2,73-76 (1983).

5. L. A. Beresnev, Е. P. Pozhidaev, L. М. Blinov. On mechanisms of dipolar ordering in ferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, 59, 1-10 (1984).

6. E. P. Pozhidaev, L. M. Blinov, L. A. Beresnev, V. V. Belyaev. The dielectric anomaly near the transition from the smectic A* to smcctic C* phase and visco-elastic properties of ferroelectric liquid crystals. Mol. Cryst. Liq. Cryst., 124, No 1-4, 359- 377 (1985).

7. В. Г. Чигринов, В. А. Байкалов, E. П. Пожидаев, Л. М. Блинов, Л. А. Береснев, А. И. Аллагулов. Флексоэлектрическая поляризация сегнетоэлектрического смекти-ческого С* жидкого кристалла, ЖЭТФ, 88, вып. 6,2015-2024 (1985).

8. Ф. Л. Владимиров, И. П. Моричев, Н. И. Плетнева, Л. И. Петрова, В. А. Байкалов, М. И. Барник, Е. П. Пожидаев. Электрооптические и временные характеристики структуры фотопроводник - сегнетоэлектрический смектик С*, Письма в ЖТФ, 57, вып. 4, 836 - 837 (1987).

9. M. I. Bamik, V. A. Baikalov, V. G. Chigrinov, E. P. Pozhidaev. Electrooptics of a thin ferroelectric smectic C* liquid crystalline layer, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 143, 101-112 (1987).

10.L. M. Blinov, M. I. Bamik, V. A. Baikalov, L. A. Beresnev, E. P. Pozhidaev, S. V. Yablonsky. Experimental techniques for the investigation of ferroelectric liquid crystals, Liquid Crystals, 2, 1-10 (1987).

11.Е.П. Пожидаев, M.A. Осипов, В.Г. Чигринов, В.А. Байкалов, Л.М. Блинов, Л.А. Бе-реснев. Вращательная вязкость смектической С* фазы сегиетоэлектрических жидких кристаллов, ЖЭТФ, 94, N2,125-132 (1988).

12. V.G. Chigrinov, A.G. Denisov, A.V. Parfenov, E.P. Pozhidaev. Ferroelectric smectic C* liquid crystal image transducer, Ferroelectrics, 85, 303-306 (1988).

13.B. Г. Чигринов, E. П. Пожидаев, M. И. Барник, В. А. Байкалов. Динамика электрооптического отклика сегнетоэлектрического смектического С* жидкого кристалла, Кристаллография, 34, вып. 2,406-413 (1989).

14.L. A. Beresnev, V. G. Chigrinov, D. I. Dergachev, E. P. Pozhidaev, J. Funfshilling, M. Shadt. Deformed helix ferroelectric liquid crystal display - a new electrooptic mode in ferroelectric smectic C* liquid crystals, Liquid Crystals, 5, N°4, 1171-1177 (1989).

15. A. Z. Rabinovich, M. V. Loseva, N. I. Chemova, E. P. Pozhidaev, O. S. Petrachevich, J. S. Narkevich. Manifestation of chiral asymmetry of ferroelectric liquid crystals induced by optically active dipole dopants in a linear electrooptic effect, Liquid Crystals, 6, N°5,533-543 (1989).

16.3. M. Бродзели, А. Ф. Денисов, И. H. Компанец, А. В. Парфенов, В. Г. Чигринов, Е. П. Пожидаев. Динамика оптического отклика сегнетоэлектрического жидкого кристалла в фазе С* с малым шагом спирали при линейном электрооптическом эффекте, Краткие сообщения по физике, №l 1, 14-16 (1989).

17. Л. А. Береснев, М. В. Лосева, Н. И. Чернова, С. Г. Кононов, П. В. Адоменас, Е. II. Пожидаев. Сегнетоэлектрические домены в жидком кристалле, Письма в ЖЭТФ, 51, вып. 9,457-461 (1990).

18. Yu. P. Panarin, Е. P. Pozhidaev, V. G. Chigrinov. Dynamics of controlled birefringence in an electric field deformed helical structure of ferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, 114, 181-186(1991).

19.E. P. Pozhidaev, M. V. Loseva, N. I. Chernova, E. M. Kazachkov. Specific features of dipole ordering in ferroelectric liquid crystal mixtures, Ferroelectrics, 114, 379-383 (1991).

20. M. V. Loseva, N. I. Chemova, A. Z. Rabinovich, E. P. Pozhidaev, J. S. Narkevich, O. S. Petrachevich, E. M. Kazachkov, N. I. Korotkova, M. Shadt, R. Buchcker. Structure of optically active compounds and ferroelectric properties of liquid crystals, Ferroelectrics, 114, 357-377(1991).

21. Е. P. Pozhidaev, Yu. P. Panarin, M. I. Bamik, Achromatic bistable FLC light modulator, Journal of the Sosiety for information Display, 32, N°4, 393-394 (1991).

22. Ю. П. Панарин, E. П. Пожидаев, M. И. Барник, Бистабилыгость в сегнетоэлек-трических жидких кристаллах, Молекулярные материалы, 1, N 1/2, 38-53 (1991).

23. Yu. P. Panarin, Е. P. Pozhidaev, М. I. Barnik. Bistability in ferroelectric liquid crystals, Mol. Mat., 1,29-42 (1992).

24. А. Л. Андреев, С. В. Валлериен, А. В. Парфенов, Е. П. Пожидаев, В. Г. Чигринов. Волноводное распространение линейно поляризованной световой волны в сег-нетоэлектрическом жидком кристалле, Краткие сообщения по физике, N 1, 10-14 (1992).

25. А. Л. Андреев, А. В. Парфенов, Е. П. Пожидаев, В. Г. Чигринов. Модулятор на полпом внутреннем отражении, основанный на сегнетоэлектрическом жидком кристалле, Краткие сообщения по физике, N 1, 15-19 (1992).

26. Е. P. Pozhidaev, V. G. Chigrinov, Yu. P. Panarin, V. P. Vorflusev. Anchoring energy of a ferroelectric liquid crystal with solid surface, Mol. Mat., 2,225-238 (1993).

27.V.G. Chigrinov, A.I. Allagulov, S.A. Pikin, E.P. Pozhidaev. Bistability of ferroelectric liquid crystal in electric field, Ferroelectrics, 141,189-195 (1993).

28.N. I. Chemova, M. V. Loseva, E. P. Pozhidaev, N. I. Korotkova. Synthesis and ferroelectric properties of some chiral dopants with a terphenyl central core, Ferroelectrics, 138, 95-101 (1993).

29. A. L. Andreev, I. N. Kompanets, E. P. Pozhidaev, Electrooptical properties of new ferroelectric liquid crystals. Photonics and Optoelectronics (Allerton Press, N.Y.), 2, N4, 181-185 (1994).

30. V. G. Chigrinov, Yu. P. Panarin, V. F. Vorflusev, E. P. Pozhidaev. Aligning properties and anchoring strength of ferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, 178, 145-154 (1996).

31. V. Ya. Zyryariov, S. L. Smorgon, V. F. Shabanov, E. P. Pozhidaev. Oricntational structure of elongated droplets of ferroelectric liquid crystals, Mol. Mat., 9, 39-44 (1997).

32. S.I. Kompanets, E.P. Pozhidaev. Electrically controlled birefringence of deformed helix ferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, 214, 93-110 (1998).

33. E. P. Pozhidaev, S. L. Smorgon, A. L. Andreev, I. N. Kompanets, V. Ya. Zyryanov, S. I. Kompanets. Low voltage and high optical quality polymer dispersed FLC films. Ferroelectrics, 212, 153 - 160 (1998).

34.B. Я. Зырянов, С. Л. Сморгон, В. Ф. Шабанов, Е. П. Пожидаев. Оптимизация светового контраста, яркости и светопропускания электрооптических устройств на основе капсулированиого полимером сегнетоэлектрического жидкого кристалла. Письма в ЖТФ, 24, N 12, 63 - 67 (1998).

35.L.M. Blinov, D. Ganzke, S. P. Paito, E. P. Pozhidaev, T. Weyrauch, W. Haase. Determination of Landau Coefficients in the Smectic A Phase of Ferroelectric Liquid Crys-

tals from Automatic Measurements of the Capacitance Current and Electroclinic Response. Mol. Mat., 11,241-266 (1999).

36.В. Я. Зырянов, С. Л. Сморгон, В. Ф. Шабанов, Е. П. Пожидаев, А. Л. Андреев, И. II. Компаиец. Оптимизация светомодуляционных характеристик ячейки капсу-лировапного полимером сегнетоэлектрического жидкого кристалла, Оптический журнал, 66, №6, р. 121-126 (1999).

37.Е. P. Pozhidaev, S. A. Pikin, D. Ganzke, S. A. Shevtchenko, W. Ilaase. High frequency and high voltage mode of deformed helix ferroelectric liquid crystals in a broad temperature range. Ferroelectrics, 246, 235-245 (2000).

38. V. Ya. Zyiyanov, E. P. Pozhidaev, S. L. Smorgon, V. A. Barannik, V. V. Presnjakov, A. L. Andreev, I. N. Kompanets, S. A. Shevtchenko, D. Ganzke, W. Ilaase. Light modulation characteristics of single-polarizer PDFLC films. Ferroelectrics, 243, pp. 179 -188 (2000).

39. A. L. Andreev, E. P. Pozhidaev, I. N. Kompanets, Т. B. Fedosenkova, V.Ya. Zyryanov, S. L. Smorgon, T. Weyrauch, W. Haase. Saturation voltage and elastic energy of polymer dispersed ferroelectric liquid crystal films, Ferroelectrics, vol.243, p.189-196 (2000).

40. M. B. Kozlovsky, E. P. Pozhidaev. Frustrated phase condition: a way to room temperature FLC polymers with low switching voltage. Ferroelectrics, 243, pp. 145-158 (2000).

41.W. Haase, D. Ganzke, E. P. Pozhidaev, M. Ozaki, T. Matsui, K. Nakajama, K. Joshino, Investigations of short pitch ferroelectric liquid crystal mixtures, J.Soc. Mat. Eng., 9, No 2, pp. 95-96 (2000).

42. V. Ya. Zyryanov, E. P. Pozhidaev, S. L. Smorgon, A. L. Andreev, D. Ganzke, V. F. Sha-banov, I. N. Kompanets, W. Haase. Light modulation characteristics of single-polarizer electrooptical cell based on polymer dispersed ferroelectric liquid crystals, Liq. Cryst., 28, N°5, 741-746 (2001).

43. V. F. Petrov, E. P. Pozhidaev, A. L. Andreev, I. N. Kompanets, Y. Shimizu. Study of some a chiral liquid crystalline ester derivatives, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 362, 97-106 (2001).

44. S. L. Smorgon, A. V. Barannik, V. Ya. Zyryanov, E. P. Pozhidaev, A. L. Andreev, I. N. Kompanets, D. Ganzke, W. Haase, Low voltage light modulator based on FLC layer divided by polymer walls, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 368, 207-214 (2001).

45. Т. Б. Федосенкова, А. Л. Андреев, E. П. Пожидаев, И. II. Компанец, Управляемое электрическим полем двулучепреломление в негеликоидальных сегнетоэлек-трических жидких кристаллах, Краткие сообщения по физике, N 3, 25-52 (2002).

46. Е. P. Pozhidaev, D. Ganzke, V. Ya. Zyryanov, S. L. Smorgon, W. Haase, Comparison of basic properties of FLC and PDFLC, Liquid Crystals, 29, N*10, 1305-1310 (2002).

47.В.П. Васильев, B.B. Сумерин, А.И. Троицкий, П.И. Набокин, А.П. Чсрвонкин, А.А. Бекетов, А.Л. Андреев, Е.П. Пожидаев, И.Н. Компанец, Ю.П. Бобылёв, В.М. Шо-

43

шин. Скрытная оптическая линия связи на уголковых отражателях. Журнал «Радиотехника», № 12, 18-23 (2002).

48. L. М. Blinov, Е. P. Pozhidaev, F. V. Podgornov, S. A. Pikin, S. P. Palto, A. Sinha, A. Ya-suda, S. Hashimoto, W. Haase, "Thresholdless" hysteresis-free switching as an apparent phenomenon of surface stabilized ferroelectric liquid crystal cells, Physical Review E, 66, N°2, 021701/1-10 (2002).

49. L. M. Blinov, E. P. Pozhidaev, F. V. Podgornov, A. Sinha, W. Haase, Hysteresis inver-tion frequency for V-shape electrooptical switching controlled by dynamic impedance of ferroelectric Sm C* phase, Ferroelectrics, 277, 3-11 (2002).

50. D. D. Huang, E. P. Pozhidaev, V. G. Chigrinov, H. L. Cheung, Y. L. Ho, H. S. Kwok, Photo-aligned ferroelectric liquid crystal displays based on azo-dye layers, Displays, 25, is. 1,21-29(2004). '

51. L. M. Blinov, S. P. Palto, E. P. Pozhidaev, V. F. Podgornov, W. Haase, A. L. Andreev, Modeling electrooptical effects in ferroelectric liquid crystals. 2. V-shape switching in the SmC* phase, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 410, 105-115 (2004).

52. E. Pozhidaev, V. Chigrinov, D. Huang, A. Zhukov, J. Ho, H. S. Kwok, Photoalignment of Ferroelectric Liquid Crystals by Azodye Layers, Japanese Journal of Applied Physics, 43, No. 8A, 5440-5446 (2004).

53.D.D. Huang, E.P. Pozhidaev, V.G. Chigrinov, H.L. Cheung, Y.L. Ho, H.S. Kwok, Optimization of Photo-aligned Ferroelectric Liquid Crystal Display under Passively Addressed Driving, J. of SID, 12,455-464 (2004).

54. L. M. Blinov, S. P. Palto, E. P. Pozhidaev, Yu: P. Bobilev, V. M. Shoshin, A. L. Andreev, F. V. Podgornov, W. Haase, High frequency hysteresis free switshing in thin layers of smectic C* ferroelectric liquid crystals, Phys. Rev. E 71, 051715 (2005).

55.А.Л. Андреев, Ю.П. Бобылёв, H.A. Губасарян, И.Н. Компанец, Е.П. Пожидаев, Т.Б.Федосенкова, В. М. Шошин,' Ю. П. Шумкина. Управляемое электрическим полем рассеяние света в сегнетоэлектрических жидких кристаллах. Оптический журнал, том 72, №9, cip. 58-65 (2005).

56. Е. Pozhidaev, V. Chigrinov, X. Li. Photoaligned Ferroelectric Liquid Crystal Passive Matrix Display with Memorized gray scale, Japanese Journal of Applied Physics, 45, No. 2A, 875-882 (2006).

Публикации в трудах конференций

1. В. А. Алёхин, О. Б. Алеев, Б. А. Левицкая, Е. П. Пожидаев, А. А. Сергеев. Состояние н перспективы разработки электрографических принтеров с жидкокристаллическими модуляторами света, Труды Международной конференции по электрографии, Москва, стр. 168—174 (1991).

2. A. L. Andreev, N. I. Chemova, I. N. Kompanets, M. V. Loseva, A. F. Parfenov, A. I. Pav-luchenko, E. P. Pozhidaev. Advances in ferroelectric liquid crystals for high-speed spatial light modulators, SPIE, 2051,212-219 (1993).

3. V. Ya. Zyryanov, V. F. Shabanov, S. L. Smorgon, E. P. Pozhidaev. Polymer dispersed ferroelectric liquid crystal light valves, SID-94 Digest, 605 - 607 (1994).

4. E. P. Pozhidaev, A. L. Andreev, I. N. Kompanets, Surface and volume instability in ferroelectric liquid crystals, SPIE, 2731,100-106, (1995).

5. A. L. Andreev I. N. Kompanets, E. P. Pozhidaev. Gray scale FLC for SLM and displays. Proc. SPIE "OpticalInformation Processing", 2771, 289-292 (1996).

6. S. L. Smorgon, V. Ya. Zyryanov, V. F. Shabanov, E. P. Pozhidaev. Light modulators based on polymer dispersed ferroelectric liquid crystals, SPIE, 2731,188-194 (1995).

7. I. N. Kompanets, A. L. Andreev, E. P. Pozhidaev. Properties of new FLC's and prospects of their applications in fast optical valves, SLM and displays. Proc. SPIE "Optical Information Processing", 2754, p.p. 166-170 (1996).

8. E. P. Pozhidaev, A. L. Andreev, I. N. Kompanets, N. I. Titnchenko, S. T. Shin, V.F. Pet-rov. Passively addressed FLC display matrix using the volume bistable effect. EuroDisplay conference Technical Digest (Cambridge, England), 427- 428 (1996).

9. E. P. Pozhidaev, S. L. Smorgon, A. L. Andreev, I. N. Kompanets, S. T. Shin. Low voltage polymer dispersed ferroelectric liquid crystals. "Trends in Optics and Photonics Series" (TOPS), 14,94-101 (1997).

10.V.Ya. Zyryanov, S. L. Smorgon, V. F. Shabanov, E. P. Pozhidaev, A. L. Andreev, Kompanets I. N., S. T Shin. Optimization of the Contrast and Transmittance in One-Polarizer PDFLC Cells, Proceedings SID "Asia Display '98", Seoul, Korea, 1037-1039 (1998).

11.V. Ya. Zyryanov, S. L. Smorgon, E. P. Pozhidaev, A. L. Andreev, V. F. Shabanov, I. N. Kompanets, S. T. Shin. Optimization of light modulation characteristics in PDFLC cells, Proceedings of the 7'h International Symposium "Advanced Display Technologies ", Minsk, Belarus, pp. 58-61 (1998).

12. W. Haase, D. Ganzke, E. P. Pozhidaev. Non-display applications of ferroelectric liquid crystals. Mat. Res. Soc. Symp. Proc., 599, 15-26 (1999).

13. Smorgon S.L., Zyryanov V.Ya., Shabanov V.F., Pozhidaev E.P., Andreev A.L., Kompanets I.N. Low voltage light modulator based on ferroelectric liquid crystals dispersed in cpoxy matrix. Proceedings of 5-th Intern. Conf. on Actual Problems of Electronic Instrument Engineering, Novosibirsk, Russia, September 2000, vol.3, p. 44-47 (2000).

14. F. Podgomov, E. Pozhidaev, D. Ganzke, W. Haase, Variable optical attenuator based on deformed helix ferroelectric liquid crystals, Proceedings of ISAF 2000 (IEEE Catalog Number 00CH37076), 1005-1006 (2000).

15.E. P. Pozhidaev, Electrooptical properties of deformcd-helix ferroelectric liquid crystal display cells, Proc. of SPIE, 4511,92-99 (2001).

16. V. Ya. Zyryanov, S. L. Smorgon, V. F. Shabanov, E. P. Pozhidaev, A. L. Andreev, I. N. Kompanets, P. Maltese, W. Haase, Optimization of light modulation characteristics of polarizer-free PDFLC cells, Proc. ofSPlE, 4511, 100-101 (2001).

17. A. L. Andreev, I. N. Kompanets, E. P. Pozhidaev, A. Zerrouk, Advances in FLC elec-trooptics and FLCD prospects, Proc. ofSPIE, 4511, 82-91 (2001).

18.E. P. Pozhidaev, V. G. Chigrinov, D. D. Huang, H. S. Kwok, EURODISPIAY' 2002 Digest, 137-140 (2002).

19.W, Haase, F. Podgomov, E. Pozhidaev, Polarization-insensetive modulator based on deformed helix ferroelectric liquid crystals, Proceedings o/SPIE, 1481,17-21 (2002).

20. V. G. Chigrinov, H. S. Kwok, E. P. Pozhidaev, T. Z. Lu, Liquid Crystal Switches for Fiber Optics, Proc. of Second Asia-Pasific Polymer Fibre Optics Workshop, 149-155 (2003).

21.E.P. Pozhidaev, D.D. Huang, V.G. Chigrinov, Y.L. Ho, H.S. Kwok, Photo-aligned passively addressed ferroelectric liquid crystal display cells: effect of aligning layer thickness, SID'03, Baltimore, USA, 44-3 (2003).

22. W. Haase, S. Pikin, F. Podgomov, E. Pozhidaev, H. Moritake, A.D.L. Chandani Perera, Thresholdless hysteresys - free switchible FLC materials, Proc. SPIE, 5003, 51-62 (2003). I

23. A. Andreev, Yu. Bobylev, Yu. Cbetverov, I. Kompanets, E. Pozhidaev, V. Shoshin, A. Zhukov, Journal of the SID, 12, N°2,143-147 (2004).

24.E.P. Pozhidaev, V.G. Chigrinov, Li Xihua, H.S. Kwok, Photo-aligned Ferroelectric Liquid crystal Display with Memorized Gray Scale, EuroDisplay conference Technical Digest (Edinburg, Schotland), 517 - 520 (2005). | '

25. A. L. Andreev, Yu. P. Bobylev, T.B.Fedosenkova, N. A. Gubasaryan, I. N. Kompanets, E. P. Pozhidaev, V. M. Shoshin, Yu. P. Shumkina. Ferroelectric liquid crystals as a material for volumetric displays. Journal of the SID 05 Digest, 36, №l, 161-163 (2005).

26.E.P. Pozhidaev, Yu.P. Bobilev, V.M. Shoshin, A.L. Andreev, I.N. Kompanets, A.A.Zhukov, Li Xihua, V.G. Chigrinov, E.E. Gukasjan, P.S. Komarov, OA-Shadura, H.S. Kwok. The prospect of manufacturing and operation steadiness of passively addressed FLC display with an inherent gray scale. Proceedings of the XIV International Conference "Advanced Display Technologies-2005", (Ukraine, Alushta), 157-164 (2005). .

Подписано в печать 2.7 . I'1 2006 г. Формат 60x84/16. Заказ № Л С . Тираж ЮС> экз. Пл. &

Отпечатано в РИИС ФИАН с оригинала-макета заказчика. 119991 Москва. Ленинский проспект, 53. Теп. 132 51 28

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПРОБЛЕМАТИКА РАБОТЫ

1.1.Современная классификация полярных жидких кристаллов с точки зрения их диэлектрических свойств

1.2. Структура и симметрия фаз жидких кристаллов

1.3. Структура и симметрия фаз хиральных жидких кристаллов. Дипольное упорядочение в наклонных хиральных смектиках

1.4. Структуры смектических слоев в фазе С* жидких кристаллов

1.5. Диэлектрические свойства С*ЖК

1.6. Фазовый переход смектик А* - смектик С* и феноменологическая теория жидкокристаллических сегнетоэлектриков

1.7. Физические модели ориентации нематических и смектических С* жидких кристаллов твёрдыми поверхностями

1.8. Электрооптика сегнетоэлектрических жидких кристаллов

1.9 Гистерезис в смектических С* электрооптических ячейках

2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Пироэлектрические методы исследования С*ЖК

2.1.1. Пироэлектрический отклик и пироэлектрический коэффициент

2.1.2. Пироэлектрический метод диэлектрических измерений

2.1.3. Метод исследования релаксации возмущений мягкой моды

2.1.4. Пироэлектрические методы измерения упругости и вращательной вязкости

2.1.5. Пироэлектрический метод измерения поляризации С*ЖК

2.2. Методы исследования жидкокристаллических сегнетоэлектриков, основанные на измерениях токов переполяризации

2.2.1. Ток переполяризации и диэлектрическая восприимчивость

2.2.2. Измерение спонтанной поляризации и вращательной вязкости методом интегрирования токов переполяризации

2.2.3. Измерение азимутальной вращательной вязкости по токам переполяризации

2.3. Оптические и электрооптические методы исследования жидкокристаллических сегнетоэлектриков

2.3.1. Идентификация мезофаз э/сидких кристаллов и измерение шага спирали геликоида

2.3.2. Регистрация электрооптического отклика С*ЖК

2.3.3. Определение показателя двулучепреломления в фазе С* жидких кристаллов

2.3.4. Измерение свободной поверхностной энергии С*ЖК иориентантов

2.4. Технологическое и материаловедческое обеспечение эксперимента

2.4.1. Подготовка и исследование поверхностей прозрачных пластин для сборки жидкокристаллических ячеек

2.4.2. Сборка жидкокристаллических ячеек и контроль качества ориентации С *)КК

2.4.3. Приготовление многокомпонентных жидкокристаллических сегнетоэлектрических смесей 166 ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ

3. ПОЛЯРИЗАЦИЯ ХИРАЛЬНЫХ СМЕКТИЧЕСКИХ

ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ

3.1. Спонтанная и индуцированная поляризация смектической А* и С* фаз жидких кристаллов

3.1.1. Спонтанная и индуцированная поляризация в фазах А* и С* при полной раскрутке геликоида электрическим полем

3.1.2. Флексоэлектрическая поляризация геликоидальной смектической С* фазы

3.2. Механизмы дипольного упорядочения в смектической С* фазе

3.2.1. Моды спонтанной поляризации в смектической С* фазе

3.2.2. Микроскопическая природа дипольного упорядочения в смектической С* фазе

3.3. Жидкокристаллические сегнетоэлектрические смеси, образованные несегнетоэлектрическими компонентами

3.4. Спонтанная поляризация и геликоидальная структура фазы С*

Данная работа посвящена изучению и созданию сегнетоэлектрических смектических С* жидких кристаллов (С*ЖК).

Актуальность работы проявляется в двух основных аспектах. Во-первых, С*ЖК являются интересными объектами фундаментальных исследований как жидкости, в которых существует самопроизвольное (спонтанное) упорядочение электрических диполей [1]. Во-вторых, С*ЖК открывают возможность создания нового поколения дисплеев и модуляторов света, которая постепенно реализуется на практике, что отражено, например, в монографиях С. Т. Лагервала [2] и В. Г. Чигринова [3]. Результаты исследований автора (при его активном участии) также использованы в обозначенной выше сфере научно-технической деятельности [4-г9].

Для конкретности изложения необходимо напомнить, что жидкие кристаллы (ЖК) - это жидкости, обладающие упорядоченностью расположения составляющих их молекул. По типам упорядоченности молекул различают нематическую фазу ЖК, характеризуемую только ориентационным порядком, и смектические фазы, в которых существует как ориентационный, так и трансляционный порядок. Ориентационное упорядочение проявляется в существовании преимущественной ориентации длинных осей молекул, характеризуемой единичным вектором, п , который называется директором ЖК. Под трансляционным порядком в ЖК понимается периодическое упорядочение центров масс молекул, что трактуется как существование слоевой упаковки молекул [10,11].

Жидкие кристаллы, обладающие как ориентационным, так и трансляционным порядкам, называются смектическими ЖК. Смектические ЖК (или ещё их называют смектиками) обладают богатым полиморфизмом, то есть многообразием типов упаковок молекул в смектических слоях [12, 13]. Каждый известный тип упаковки получил своё собственное название как отдельная смектическая фаза: смектик А, смектик С, смектик Р и т.д.

Наиболее значимым событием в физике смектических ЖК явилось открытое сегнетоэлектричества в этих средах. Американский физик Роберт Мейер в 1975 году теоретически показал возможность существования спонтанной поляризации в смектических С или Н фазах жидких кристаллов, состоящих из хиральных молекул (такие фазы обозначаются С* или Н*). Первый сегнетоэлектрический ЖК, в соответствии с идеей Мейера, был синтезирован французскими химиками [1]. С этого времени интенсивно развивается физика сегнетоэлектрических жидких кристаллов (их называют ещё жидкокристаллическими сегнетоэлектриками).

Быстродействие сегнетоэлектрических ЖК на два - три порядка выше, чем у нематических ЖК [14], используемых в настоящее время в качестве рабочих сред плоских дисплеев. Это даёт основания полагать, что изучение сегнетоэлектрических ЖК не только обогащает физику жидких кристаллов и физику сегнетоэлектричества, но и позволяет надеяться на создание нового поколения устройств отображения и обработки информации.

Приведенными соображениями автор руководствовался, когда 25 лет назад приступил к исследованиям жидкокристаллических сегнетоэлектриков. Представленная работа отражает основные направления исследований автора в области сегнетоэлектрических ЖК. Этих направлений три.

Во-первых, это решение классических задач сегнетоэлектричества [ 15-И8] для частного случая смектической фазы С*. Конкретно сюда относятся исследования фазового перехода из параэлектрической фазы А* в сегнетоэлектрическую фазу С*, спонтанной поляризации и механизмов дипольного упорядочения, диэлектрической восприимчивости, гистерезиса, динамики движения директора и диссипации энергии.

Во-вторых, это изучение оптических и электрооптических свойств сегнетоэлектрической смектической фазы С*. Предметом исследования здесь является модуляция света пространственно однородными или неоднородными структурами С*ЖК [19-г22].

В-третьих, в работе исследуются молекулярные аспекты сегнетоэлектричества, под которыми понимаются корреляции между молекулярным строением смектика С* и его свойствами [23,24].

Целью работы являлось исследование физических свойств хиральной смектической С* фазы жидких кристаллов, включая изучение корреляций между молекулярным строением сегнетоэлектрических смектиков С* и их свойствами, и на этой основе разработка принципов создания жидкокристаллических сегнетоэлектриков как рабочих сред быстродействующих модуляторов света и дисплеев.

С момента открытия сегнетоэлектричества в жидких кристаллах до начала данной работы прошло всего пять лет. За эти годы были разработаны некоторые методы исследований С*ЖК, такие, как метод токов переполяризации Мартино-Лагарда [25], пироэлектрический метод Л. М. Блинова с соавторами [26], диэлектрический метод Б. И. Островского [27]. Эти методы позволили подтвердить наличие спонтанной поляризации Рс в смектической С* фазе ЖК и точно измерить её зависимости от температуры и параметра порядка.

Вместе с тем методологическая база исследований СЖК ещё была далеко не полной. Отсутствовали методы статических диэлектрических измерений, измерений диссипации энергии, методы измерения энергии взаимодействия смектика с твёрдой поверхностью. Поэтому одной из задач настоящей работы было создание новых методов исследований сегнетоэлектрических ЖК.

Большая часть исследований сегнетоэлектрических ЖК, предшествующих данной работе, выполнена на однокомпонентных смектиках С*, отличающихся низкой термической стабильностью, и вместе с о о тем имеющих сегнетоэлектрическую фазу при температурах 75 С-ь95 С. Такими были первые жидкокристаллические сегнетоэлектрики ДОБАМБЦ [1] и ГОБАХПЦ [14], с точки зрения химической классификации представляющие собой основания Шиффа. Термическое разложение этих веществ начинается уже через 3-М часа после их нагрева до температуры сегнетоэлектрических смектических фаз С* или Н*. Таким образом, спустя пять лет после открытия сегнетоэлектрических ЖК ещё не могло быть и речи не только об их практическом использовании, но и даже о длительном исследовании одного и того же образца.

В сложившейся ситуации естественным образом возникла необходимость создания химически устойчивых и термически стабильных сегнетоэлектрических ЖК (С*ЖК), обладающих широким интервалом температур фазы С*, включающим комнатные и более низкие температуры. Разумеется, решение этой задачи было немыслимо без химического синтеза новых структур жидкокристаллических сегнетоэлектриков. Первый термически стабильный и химически устойчивый жидкокристаллический сегнетоэлектрик описан в работе [28], но его спонтанная поляризация была меньше, чем у описанных ранее материалов [1, 14]. К тому же следует отметить, что возможности улучшения ЖК одновременно по всем параметрам только за счёт синтеза однокомпонентных материалов совершенно не очевидны. Во всяком случае, до сих пор в мире нет ни одного однокомпонентного жидкокристаллического материала, используемого для практических приложений.

В жидкокристаллических устройствах отображения информации всегда используются смеси многих компонентов, некоторые из которых даже не являются жидкими кристаллами. Идеологически создание таких смесей родственно созданию металлических сплавов, хотя конечно, существуют принципиальные и технологические различия [29]. Принцип создания С*ЖК из несегнетоэлектрических компонентов предложен В. Кучинским (Польша) и Г. Штегемейером (Германия) [30], но параметры разработанной ими смеси значительно хуже, чем у любого из известных однокомпонентных С*ЖК.

После сделанных замечаний уместно сформулировать вторую задачу работы. Она заключается в разработке физических принципов материаловедения С*ЖК, позволяющих целенаправленно создавать жидкокристаллические сегнетоэлектрические материалы для различных приложений в устройствах отображения информации и модуляции света.

Третья задача работы заключается в поиске новых электрооптических эффектов в С*ЖК и анализе возможностей их практического использования. Способами достижения поставленной цели являются вариация пространственной структуры С*ЖК за счёт изменения его химического строения, а также вариация условий на границе раздела с твёрдой поверхностью. Оба способа дают возможность управления видом функции п(г), а, следовательно, и управления электрооптическим поведением С*ЖК. В рассматриваемом контексте электрооптический эффект - это ни что иное, как оптическое проявление реакции той или иной пространственной структуры С*ЖК на воздействие электрического поля.

Решение задач в рамках поставленной цели и направлений исследований определяет научную новизну данной работы.

Практическая значимость работы определяется, прежде всего, степенью использования разработок автора в устройствах отображения и обработки информации. Жидкокристаллические сегнетоэлектрические материалы, созданные автором данной работы, использованы в дисплейных матрицах [8], в приборах объёмного видения и коммутаторах световых потоков [6,7,9], в устройствах преобразования световых сигналов типа "фотопроводник - жидкий кристалл" [4,5]. При этом автор лично участвовал в создании всех перечисленных выше приборов. Электрооптический эффект деформированного полем геликоида, открытый вместе с коллегами из Института Кристаллографии РАН и фирмы Roche (Швейцария), использован для создания активно-матричного дисплея [31], а эффект мультистабильности состояний пропускания света - для адресации уровней серого в пассивно адресуемых дисплеях [32]. В ходе выполнения данной диссертационной работы автором получено 25 патентов, как российских, так и международных, наиболее значимыми из которых автор считает патенты [ЗЗт-42]. и

Результаты работы, определяющие основные защищаемые положения:

1. Новые методы исследования сегнетоэлектрических ЖК:

• дифференциальный пироэлектрический метод измерений статической диэлектрической восприимчивости С*ЖК,

• пироэлектрический и электрооптический методы измерения вращательной вязкости С*ЖК,

• методы измерения энергии сцепления С*ЖК с твёрдой поверхностью,

• метод измерения свободной поверхностной энергии С*ЖК.

2. Новые электрооптические эффекты в фазе С* ЖК:

• эффект высокочастотной электрооптической модуляции при деформации спирали геликоида смектического С* ЖК в электрическом поле,

• эффект инверсной бистабильности в капсулированных полимером С* ЖК,

• эффект мультистабильности состояний пропускания света в фазе С*.

3. Описание механизмов дипольного упорядочения в С *ЖК:

• полученная теоретически и подтверждена экспериментально общая формула зависимости спонтанной поляризации от параметра порядка,

• доказательства того, что микроскопическими причинами дипольного упорядочения в фазе С* являются индукционные диполь-дипольные взаимодействия, а также стерические взаимодействий между хиральными центрами молекул.

4 Описание фазового перехода из параэлектрической фазы А* в сегнетоэлектрическую фазу С* в рамках теории Ландау.

5 Описание диссипации энергии при переориентации молекул С*ЖК с помощью двух коэффициентов вращательной вязкости, один из которых соответствует ориентационному упорядочению молекул, второй -трансляционному. Общие формулы зависимостей обоих коэффициентов от параметра порядка.

6 Описание статической диэлектрической восприимчивости фазы С* через её взаимосвязь с энергией упругости и энергией сцепления с твёрдой поверхностью.

7 Описание динамики электрооптического отклика и оптических характеристик модуляторов света на основе С*ЖК.

8 Утверждение, что явление гистерезиса и связанные с ним эффекты памяти в дисплейных ячейках на основе С*ЖК не являются неотъемлемыми свойствами С*ЖК, а существуют только внутри многомерной ограниченной области параметров жидкого кристалла, ограничивающей его твёрдой поверхности и управляющих напряжений.

9 Разработка физических принципов создания жидкокристаллических сегнетоэлектрических материалов для устройств модуляции света и отображения информации.

Работа состоит из введения, восьми глав, заключения, приложения и списка цитируемой литературы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главным результатом диссертационной работы является разработка физических принципов создания жидкокристаллических сегнетоэлектриков из несегнетоэлектрических компонентов. В жидкокристаллических сегнетоэлектриках указанного типа нами обнаружены новые электрооптические эффекты, которые, в частности, позволили:

• решить проблему создания дисплея, формирующего изображения с непрерывной шкалой серого, запоминаемые после выключения питания,

• разработать низковольтные аналоги ячеек Поккельса, обеспечивающие о о модуляцию света на частоте до 70 кГц в интервале температур 15 080 С при полуволновом напряжении 30 В и времени электрооптического отклика менее одной микросекунды. Средствами достижения главного результата были исследования физических свойств С*ЖК, включая корреляции "структура - свойства", а также разработка новых методов эксперимента, необходимых для проведения таких исследований.

Итог работы в целом отражают следующие выводы:

1. Разработаны новые методы исследования сегнетоэлектрических жидких кристаллов:

• дифференциальный пироэлектрический и токовый методы измерения статической диэлектрической восприимчивости,

• пироэлектрический и электрооптический методы измерения вращательной вязкости,

• пироэлектрический метод измерения упругости,

• метод измерения свободной поверхностной энергии фазы С*,

• метод измерения двулучепреломления смектиков С*,

• метод измерения теплоёмкости мягкой моды сегнетоэлектрических смектиков,

• метод измерения энергии сцепления С*ЖК с ограничивающими его твёрдыми поверхностями.

2. Впервые исследованы свойства и параметры смектиков С*:

• статическая диэлектрическая восприимчивость и упругость мягкой моды С*ЖК, в рамках теории Ландау описан фазовый переход из параэлектрической фазы А* в сегнетоэлектрическую фазу С*,

• коэффициенты вращательной вязкости, соответствующие изменению действительной и мнимой частей параметра порядка смектиков С*,

• свободная поверхностная энергия С*ЖК, а также получены энергетические критерии качества планарной ориентации С*ЖК,

• диэлектрические проявления трансформации структуры смектических слоёв под действием внешнего электрического поля,

• связь энергии сцепления С*ЖК и статической диэлектрической восприимчивости, измена энергия сцепления смектика С* с ограничивающими его твёрдыми подложками,

• получено общее соотношение между статической диэлектрической восприимчивостью, теплоёмкостью и свободной энергией мягкой моды С*ЖК,

• доказано существование мод спонтанной поляризации в фазе С*, различающихся между собой по законам зависимости спонтанной поляризации от параметра порядка и по временам релаксации поляризации.

3. Разработаны физические основы материаловедения С*ЖК, состоящих из несегнетоэлектрических компонентов, включающие в себя принципы:

• управления соотношением мод спонтанной поляризации С*ЖК,

• управления величиной спонтанной поляризации С*ЖК,

• управления шагом спирали геликоида и создания негеликоидальных С*ЖК с большой спонтанной поляризацией,

• минимизации вращательной вязкости С*ЖК, состоящих из несегнетоэлектрических компонентов,

• минимизации времени электрооптического отклика пространственно-однородных и пространственно-неоднородных С*ЖК,

• управления двулучепреломлением С*ЖК.

На основе перечисленных выше принципов создан ассортимент жидкокристаллических сегнетоэлектрических материалов для приложений в устройствах модуляции света и отображения информации.

4. Обнаружены новые электрооптические эффекты в фазе С*:

• эффект высокочастотной электрооптической модуляции при деформации спирали геликоида смектического С* ЖК в электрическом поле,

• эффект инверсной бистабильности в капсулированных полимером С*ЖК,

• эффект мультистабильности состояний пропускания света в фазе С* при модуляции сегнетоэлектрических доменов электрическим полем,

• эффект свободной релаксации директора С*ЖК под действием сил сцепления молекул с ограничивающими твёрдыми поверхностями.

5. Разработаны и подтверждены экспериментально критерии устойчивости бистабильности и мультистабильности состояний оптического пропускания электрооптических ячеек на основе С*ЖК, связанные с параметрами петли гистерезиса ячеек. Определены факторы устойчивости бистабильности. Показано, что бистабильность и мультисьтабильность не являются неотъемлемым свойством С*ЖК, а существуют только внутри ограниченной области значений параметров жидкого кристалла и ограничивающих его твёрдых поверхностей.

1. R. В. Meyer, L. Libert, L. Strzelecki, P. Keller. Ferroelectric Liquid Crystals, -J. DePhys. Lett., v. 36, p. L-69 - L-71, (1975).

2. S. T. Lagerwall. Ferroelectric and Antiferroelectric Liquid Crystals, pp.241257, W1LEY-VCH VerlagGmbH, Germany, (1999).

3. V. G. Chigrinov. LIQUID CRYSTAL DEVICES: PHYSICS and APPLICATIONS, pp.253-257, Artech House, Boston, London, UK, (1999).

4. V. G. Chigrinov, A. G. Denisov, А. V. Parfenov, Е. P. Pozhidaev. Ferroelectric smectic С* liquid crystal image transducer, Ferroelectrics, 85, 303-306,(1988).

5. А. Л. Андреев, А. В. Парфенов, E. П. Пожидаев, В. Г. Чигринов. Модулятор на полном внутреннем отражении, основанный на сегнетоэлектрическом жидком кристалле, Краткие сообщения по физике, №l, 13-18, (1992).

6. Е. P. Pozhidaev, A. L. Andreev, I. N. Kompanets, N. I. Timchenko, S. Т. Shin, V. F. Petrov. Passively addressed FLC display matrix using the volume bistable effect, EuroDisplay conference Technical Digest (Cambridge, England), 427-428,(1996).

7. W. Haase, D. Ganzke, E. P. Pozhidaev. Non-display applications of ferroelectric liquid crystals, Mat. Res. Soc. Symp. Proc., 599,15-26 (1999).

8. C. А. Пикин. Структурные превращения в жидких кристаллах. М, Наука, 1981.

9. JI. М. Блинов. Электро- и магнитооптика жидких кристаллов. М., Наука, 1978.

10. Р. G. De Gennes. Some remarks on the polymorphism of smectics Mol. Cryst. Liq. Cryst., v. 21, p. 49-54, (1973).

11. D. Demus. Textures of liquid crystals. Wiss. Z. Univ. Halle, s. 25-40, (1979).

12. N. A.Clark, S. T. Lagerwall. Sub-microsecond switching in ferroelectric liquid crystals, JAppl.Phys., 36, 899-903, (1980).

13. И. С. Жёлудев. Основы сегнетоэлектричества, -M, Наука, 1973.

14. М. Лайнс, А. Глас. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы -М., Мир, 1981.

15. Б. А. Струков, А. П. Леванюк. Физические основы сегнетоэлектрических явлений в кристаллах. -М., Наука, 1983.

16. Р. Блинц, Б. Жекш. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. М., Мир, 1975.

17. Б. И. Островский, С. А. Пикин, В. Г. Чигринов. Флексоэлектрический эффект и поляризационные свойства хирального смектического С* жидкого кристалла, ЖЭТФ, т. 77, вып. 10, с. 1615-1625, (1979).

18. D. S. Рагшаг, К. К. Raina, J. Shankar. Effect of electric fields on the helical pitch in chiral smectic C* liquid crystals, Mol. Cryst. Liq. Cryst., v. 103, p. 77-98(1983).

19. В.Я. Зырянов, С.Л. Сморгон, В.Ф. Шабанов. Модуляция света планарно ориентированной плёнкой капсулированного полимеромсегнетоэлектрического жидкого кристалла, Письма в ЖЭТФ, 57, вып. 1, с. 17-20, (1993).

20. V.Ya. Zyryanov, S.L. Smorgon, V.F. Shabanov. Electrooptics of polymer dispersed ferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, Vol.143, p.271-276, (1993).

21. JI.A. Береснев, JI.M. Блинов. Сегнетоэлектрические жидкие кристаллы: молекулярные аспекты, Журнал ВХО, т. 28, вып. 2, с. 29-35, (1983).

22. JI.A. Береснев, JI.M. Блинов. Сегнетоэлектрические жидкие кристаллы, Успехи Физических Наук, т. 143, с. 391-428, (1984).

23. Ph. Martinot Lagarde. Direct electrical measurement of the permanent polarization of a ferroelectric chiral smectic С liquid crystal, J. De Phys. Lett., 38, p.p.L-17 - L-19, (1977).

24. L. M. Blinov, L. A. Beresnev, N. M. Shtykov, Z. M. Elachvili, Pyroelectric properties of chiral smectic phases, J. de Phys., 40, Colloq. C3, р.СЗ-269-СЗ-274, (1979).

25. Б. И. Островский, A. 3. Рабинович, А. С. Сонин, Б. А. Струков. Диэлектрические свойства геликоидального смектического жидкого кристалла,-ЖЭТФ, 74, с. 1748-1759, (1978).

26. М. В. Лосева, Б. И. Островский, А. 3. Рабинович, А. С. Сонин, Б. А. Струков. Сегнетоэлектричество в жидком кристалле группы эфиров, Письма в ЖЭТФ, 28, с. 404-408, (1978).

27. М. Ф. Гребёнкин, А. В. Иващенко. Жидкокристаллические материалы, сс.262-288,М, "Химия", 1989.

28. W. Kuczynski, Н. Stegemeyer. Ferroelectric properties of smectic С liquid crystals with induced helical structure, Chem. Phys. Lett., 70, p.p. 123-126, (1980).

29. A. G. H. Verhulst, G. Gnossen. Deformed -Helix Ferroelectric Liquid -Crystal Video Displays with Wide Viewing Angle, IDW'95 Digest, pp.35-36, (1995).

30. И. Н. Компанец, А. Л. Андреев, А. В. Парфенов, Е. П. Пожидаев, В. Г. Чигринов. Модулятор оптического излучения, Авторское свидетельство СССР №1824621 от 28. 06.1991.

31. A. JI. Андреев, И. Н. Компанец, Е. П. Пожидаев. Жидкокристаллическая сегнетоэлектрическая дисплейная ячейка, Патент России N 2092883 от 10.10.1997.

32. W. Dultz, D. Ganzke, W. Haase, E. Pozhidaev. Vorrichtung und Verfahren zum electrooptichen Shaltern auf der Gundlage ferroelectricher Flussigkeitskristalle mit deformirter Helix, Deutsches Patent, No. 199 41 079.8, 30.08.1999.

33. S. A. Pikin. Structural transformations in liquid crystals, New York, NY: Gordon &Breach, (1991).

34. L. M. Blinov, V. G. Chigrinov. Elecro-optic effects in liquid crystal materials, New York, NY: Springer-Verlag, (1994).

35. M. В. Лосева, E. П. Пожидаев, A. 3. Рабинович, H. И. Чернова, A. B. Иващенко. "Сегнетоэлектрические жидкие кристаллы", ВИНИТИ, итоги науки и техники, серия "Физическая химия", том 3, Москва, (1990).

36. D. Demus, J. Goodby, G. W. Gray, H.-W. Spiess, V. Vill. Handbook of Liquid Crystals, vol. 2B, Wiley-VCH, (1998).

37. JI. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Электродинамика сплошных сред,, М., Наука, (1993).

38. С. А. Пикин, В. Л. Инденбом. Термодинамические состояния и симметрия жидких кристаллов, УФЯ, 125,251-277, (1978).

39. Де Жен П. Физика жидких кристаллов, М, Мир, (1977).

40. Р. G. De Gennes. Sur la transition smectique A smectique С, C. R. Acad. Sci. Paris, 274, serie B, 758-760, (1972).

41. P. S. Pershan. Structures of liquid crystal phases, World Scientific Publishing, Singapore, (1988).

42. E. B. Loginov, Z. X. Fan, W. Haase. Landau approach for the phase transition in ordered loquid crystals. Part 1. Hexatic phases, Mol. Mat., 5, 123-142,(1995).

43. N. A. Clark, S.T. Lagerwall. Submicrosecond bistable electro-optic switching in liquid crystals, Appl.Phys.Lett., 36 (11), pp.899-901, (1980).

44. A. Fukuda, Y. Takanishi, T. Izozaki, K. Ishikawa, H. Takezoe. J. Mater. Chem., 4, 997-1006, (1994).

45. L. A. Beresnev, L. M. Blinov, V. A. Baikalov, E. P. Pozhidaev, A. I. Pavluchenko, G. V. Purvanetskas. Ferroelectricity in tilted smectics doped with optically active additives, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 89,327- 338, (1982).

46. N. Hiji, A. D. J. Chandani, S. Nishijama, Y. Ouchi, H. Takezoe, A. Fukuda. Antiferroelectric properties of liquid crystals, Ferroelectrics, 85, 99-107 (1988).

47. В. Л. Инденбом, С. А. Пикин, E. Б. Логинов. Фазовые переходы и сегнетоэлектрические структуры в жидких кристаллах, Кристаллография, 21,6, 1093-1100, (1976).

48. В. I. Ostrovski, A. Z. Rabinovich, A. S. Sonin, В. A. Strukov, S. A. Taraskin. Ferroelectric properties of smectic liquid crystal, Ferroelectrics, 20, 189194, (1978).

49. Б. И. Островский. Исследование фазовых переходов и дипольного упорядочения в смектических жидких кристаллах, Диссертация насоискание учёной степени кандидата физико-математических наук, Москва, (1980).

50. R. Blinc, М. Copic, I. Drevensek, A. Levstik I. Musevic В. Zeks. Order parameter fluctuations in ferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, 113, 59-76, (1991).

51. K. Yoshino, M. Ozaki, T. Sakurai, K. Sakamoto, M. Honma. Ferroelectric liquid crystal with extremely large spontaneous polarization, Jap. J. of Appl. Phys., 23,3, L-175-L-177, (1984).

52. K. Yoshino, Y. Iwaski, T. Uemoto, Y. Inuishi. New electrooptical effect in ferroelectric liquid crystals, Jap. J. of Appl. Phys., 18, suppl.18-1, 427-433, (1979).

53. L. M. Blinov, L. A. Beresnev, N. M. Shtykov, Z. M. Elashvili. Pyroelectric properties of chiral smectic phases, J. De Phys, 40, Colloq. C3, pp. C3-269 -C3-274, (1979).

54. M. В. Лосева, Б. И. Островский, А. 3. Рабинович, А. С. Сонин, Н. И. Чернова. Измерение спонтанной поляризации в гомологических рядах смектических жидких кристаллов, ФТТ, 22,3,938-941, (1980).

55. К. Nakao, М. Ozaki, К. Yoshino. Reversal of spontaneous polarization direction in ferroelectric liquid crystal with temperature, Jpn. J. Appl. Phys., 26-2, 104-106, (1987).

56. M. Ozaki, Y. Fuwa, K. Nakayama, K. Yoshino, T. Tani, K. Fujisawa. Sign inversion of spontaneous polarization in ferroelectric liquid crystal mixtures, Ferroelectrics, 214, 51-58, (1998).

57. Dahl, S. T. Lagerwall. Elastic and flexoelectric properties of chiral smectic C* phase and symmetry considerations of ferroelectric liquid crystal cells, Ferroelectrics, 58,215-243, (1984).

58. R. Bartolino, J. Doucet, G. Durang. Molecular tilt in the smectic С phase: a zigzag model, Ann. Phys., 3,389-393, (1978).

59. D. J. Photinos, E. T. Samulski. On the origin of spontaneous polarization in tilted smectic liquid crystals, Science, 270,783-786, (1995).

60. J. W. Goodby. Ferroelectric liquid crystals, chapter 2, Gordon and Breach, Amsterdam, (1991).

61. R. Blinc, B. Zeks, I. Musevic, A. Levstik. Temperature dependencies of thermodynamic properties of the SmC* phase, Mol Cryst. Liq. Cryst., 114, 189-197,(1984).

62. E. П. Пожидаев, JI. M. Блинов, Л. А. Береснев, С. А. Пикин. Новый вклад в спонтанную поляризацию сегнетоэлектрических жидких кристаллов, Письма вЖЭТФ, 37, вып. 2,73-76, (1983).

63. S. Dumrongrattana, С. С. Huang. An anomalous behavior of spontaneous polarization near A*-C* phase transition point, Phys. Rev. Lett., 56, 464468, (1986).

64. B. Zeks. The quadratic coupling between the tilt and transversal dipole ordering in ferroelectric liquid crystals, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 114, 259267, (1984).

65. B. Urbane, B. Zeks. The microscopic model of polar and quadrupolar ordering in ferroelectric smectic C* liquid crystals, Ferroelectrics, 113,151-162,(1991).

66. L. A. Beresnev, S. A. Pikin, A. Biradar, M. A. Osipov, W. Haase, W. Dults. Physical properties and a biaxial model of the smectic A* and smectic C* phases containing chiral impurities, Molecular materials, 8,349-363, (1997).

67. С. А. Пикин, M. В. Горкунов, Л. А. Береснев, В. Хаазе. Эффекты двуосного упорядочения в тонких плёнках сегнетоэлектрическихожидких кристаллов, Кристаллография, 43, N 4,716-722, (1998).

68. Р. Shiller, Н. Schlacken. Polar and quadrupolar order in smectic liquid crystals, Liquid Crystals, 24, N4,619-626, (1998).

69. G. Heppke, D. Lotzsch, D. Demus, S. Diele, K. Jahn, H. Zashke. The SM Phase: Evidence for a new type of tilted smectic phase, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 208,9-19, (1991).

70. P. E. Cladis, H. R. Brand. Biasing of ferroelectric smectic phases, Liquid Crystals, 14, N 6,1327-1333, (1993).

71. В. I. Ostrovski, A. Z. Rabinovich, V. G. Chigrinov. Advances in Liquid Crystals Research and Applications. Edit by L. Bata. Budapest, Pergamon Press: Akademie Kiado, 469-473, (1980).

72. Г. С. Ландсберг. Оптика,M, Наука, 1976, cc. 495-537.

73. Б. И. Островский, В. Г. Чигринов. Линейный электрооптический эффект в хиральных смектических С* жидких кристаллах, Кристаллография, 25,322-331, (1980).

74. Dierking. An experimental study of layer structures and reorientation processes in chiral smectic liquid crystals, Thesis presented for a docenture, Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden, (1999).

75. S. Rozanski. Determination of pitch in chiral smectic C* DOBABMC, Phys. Stat. Sol. (A), 79,309-319, (1983).

76. T. P. Rieker, N. A. Clark, G. S. Smith, D. S. Parma, E. B. Sirota, C. R. Safinya. Arrangement of smectic layers in liquid crystal cells, Phys. Rev. Lett., 59, 2658-2661,(1987).

77. N. A. Clark, T. P. Rieker. Phys. Rev. A, 37, 1053-1061, (1988).

78. S. T. Lagerwall, M. Matuszczyk, T. Matuszczyk. The shrinkage in smectic layer thickness due to the molecular tilt in the smectic C* phase, Proc. SPIE, 3318,2-9, (1998).

79. T. P. Rieker, N. A. Clark. Phase transitions in liquid crystals, (Eds.: S. Martellucci, A. N. Chester), Plenum, New York, 287, (1992).

80. A. Л. Андреев. Надмолекулярные структуры в сегнетоэлектрической смектической С* фазе жидких кристаллов, Диссертация па соискание учёной степени кандидата физико-математических наук, Москва, (1997).

81. J. Kanbe, Н. Inoue, A. Mizutome, Y. Hanyoo, К. Katagiri, S. Yoshihara. High resolution, large area FLC display with high graphic performance, Ferroelectrics, 114,3-26, (1991).

82. M. Koden. Ferroelectric liquid crystal materials for practical FLCDs, Ferroelectrics, 179, 121-129, (1996).

83. Dierking, F. GiePelmann, J. Schacht, P. Zugenmaier. Horizontal chevron configurations in ferroelectric liquid crystal cells induced by high electric fields, Liquid crystals, 19, N°2,179-187, (1995).

84. Dierking, L. Komitov, S. T. Lagerwall. Formation characteristics of horizontal shevron structures in ferroelectric liquid crystal cell, Liquid crystals, 24,N5, 769-774, (1998).

85. Dierking, L. Komitov, S. T. Lagerwall. On in-plane smectic layers reorientation in ferroelectric liquid crystal cells, Jpn. J. Appl. Phys. Lett, 37, Part 2, N1A/B, L-57-L60, (1998).

86. J. S. Patel, J. W. Goodby. In plane smectic layers configurations in smectic C* display cells, AppL Phys., 59,2355-2363, (1986).

87. Dierking, F. GiePelmann, P. Zugenmaier. Polarization reversal current characteristics of horizontal chevron ferroelectric liquid crystal cells, Ferroelectrics, 198,41-47, (1997).

88. A. Mochizuki, T. Yoshihara, M. Iwasaki, M. Nakatsuka, Y. Takanishi, Y. Ouchi, H. Takezoe, A. Fukuda. Zigzag defect free alignment of ferroelectric smectic C* liquid crystals, Proc. Japan Display '89, (Kyoto), p. 32, (1989).

89. E. P. Janulis, J. C. Novack, M. G. Tristani-Kendra, G. A. Papapolymerou, W. A. Huffman. Nonshevron structures in ferroelectric liquid crystal display cells, Proc. Japan Display '89, (Kyoto), p. 3, (1989).

90. A. Mochizuki, M. Hirose, M. Nakatsuka. Zigzag defect free alignment and good Instability of surface stabilized Sc* cells, Ferroelectrics, 113, 353-359, (1991).

91. K. A. Epstien, M. D. Radcliffe, M. Brostrom, A. G. Rappaport, B. N. Thomas, N. A. Clark. Smectic layers spacing of FLC materials, Abstracts of 4th International conference on ferroelectric liquid crystals, Tokyo, Japan, p.p.46-47 (1993).

92. Y. Takanishi, Y. Ouchi, H. Takezoe, A. Fukuda, A. Mochizuki, M. Nakatsuka. Spontaneous formation of quasi-bookshelf structure in newferroelectric liquid crystals derived from a naphthalene ring, Jpn. J. Appl. Phys. Lett., 29, N°6, L 984-L 986, (1990).

93. K. A. Epstien, M. P. Keyes, M. D. Radcliffe, D. C. Snustad. US Patent N5.417.883, (1995).

94. S. S Bawa, K. Saxena, S. Chandra. Removal of zig-zag defects in surfaceоstabilized ferroelectric liquid crystal cells, Jpn. J. Appl. Phys., 28, N 4, 662665, (1989).

95. V. P. Vorflusev, Yu. P.Panarin, S. A. Pikin, V. G. Chigrinov. Domainоstructures in ferroelectric liquid crystals, Liquid Crystals, 14, N4, 10551060 (1993).

96. JI. А. Береснев, M. В. Лосева, H. И. Чернова, С. Г. Кононов, П. В. Адоменас, Е. П. Пожидаев. Сегнетоэлектрические домены в жидком кристалле, Письма вЖЭТФ, 51, вып. 9,457-461, (1990).

97. Л. А. Береснев, М. Пфайффер, В. Хаазе, М. В. Лосева, Н. И. Чернова, П. В. Адоменас. Доменная мода в диэлектрическом отклике сегнетоэлектрического жидкого кристалла, Письма в ЖЭТФ, 53, вып. 3,170-175,(1991).

98. J. Pavel, M. Glogarova. Electroclinic effect in finite samples of ferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, 114,131-136, (1991).

99. Л. А. Береснев, Л. M. Блинов, Д. И. Дергачёв, С. Б. Кондратьев. Электрооптический эффект в сегнетоэлектрическом жидком кристалле с малым шагом геликоида и высокой величиной спонтанной поляризации, Письма в ЖЭТФ, 46, вып.8,28-330, (1987).

100. S. Garoff, R. В. Meyer. Electroclinic effect at the A-C phase change in a chiral smectic liquid crystal, Phys. Rev. A, 19, №l, 338-347, (1979).

101. F. Gouda, K. Skarp, S. T. Lagerwall. Dielectric studies of the soft mode and Goldstone mode in ferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, 113, 165-206,(1991).

102. T. Carlsson, B. Zeks, C. Filipic, A. Levstik. Dielectric characterization of smectic A* and C* phases in ferroelectric liquid crystals, Phys. Rev. A 42, 877-889,(1990).

103. G. Durand, Ph. Martinot-Lagard. The wave vector distortion in smectic C* phase of liquid crystals, Ferroelectrics, 24, 89-99, (1980).

104. I. Muse vie, B. Zeks, R. Blinc, Th. Rasing, P. Wyder. Dielectric study of the modulated smectic C uniform smectic C transition in a magnetic field, Phys. Stat. Sol. (B), 119,727-733, (1983).

105. M. Glogarova, L. Lejcek, J. Pavel, V. Janovec, J. Fousek. The mechanism of the helical Sm.C liquid crystal unwinding in an applied electric field, Cz. J. Phys., B.32, 943-946, (1982).

106. M. Glogarova, J. Fousek. The structure of chiral Sm.C liquid crystals in planar samples and its change in an electric field, J. Physique, 45, 143-149, (1984).

107. M. Glogarova, J. Fousek, L. Lejcek, J. Pavel. The structure of ferroelectric liquid crystals in planar geometry and its response to electric fields, Ferroelectrics, 58,161-178, (1984).

108. K. Yoshino, M. Ozaki, H. Agava, S. Yasuhiro. Thickness and temperature dependencies of dielectric properties and electrooptic effect in ferroelectric liquid crystal, Ferroelectrics, 58, 179-188, (1984).

109. I. Hoffmann, W. Kuczynski, I. Maleski. Dielectric study of ferroelectric properties in chiral smestic C*, Mol.Cryst. Liq. Cryst., 44,287-296, (1978).

110. A. Levstik, B. Zheks, I. Levstik, R. Blinc, C. Filipic. Dielectric dispersion in ferroelectric liquid crystals, J. Physique Colloq., 40, p. C300-C303, (1979).

111. L. Benguigui. Dielectric relaxation in a liquid crystal with helicoidal dipole ordering, J. Physique, 43,915-920, (1982).

112. A. Levstik, Z. Kutnjak, C. Filipic, I. Levstik, B. Zheks, T. Carlsson. A dielectric method for determining the rotational viscosity in ferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, 113,207-217, (1991).

113. P. Debye. Polar molecules, Dover publications, New York, (1929).

114. D. Ganzke. Untersuchungen an ausgewählten Flussigkristall Systemen, Dissertation zur Erlangung des akademishen Grades eines Doctor-Ingenierus, Darmstadt, Deutschland, (2002).

115. S. Merino, F. De Daran, M. R. De La Fuente, M. A. Perez Jubindo, T. Sierra. Molecular and collective modes in ferroelectric liquid crystals studied by dielectric spectroscopy, Liquid Crystals, 23, N 2,275-283, (1997).

116. P. Shiller, H. Schlacken. Polar and quadrupolar order in smectic liquid crystals, Liquid Crystals, 24, N4, 619-626, (1998).

117. B. Urbane, B. Zeks, T. Carlsson Nonlinear effects in the dielectric response of ferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, 113,219-230, (1991).

118. M. Glogarova, H. Sverenyak, J. Holakovsky, H. T. Nguen, C. Destrade. The thickness mode contribution to the permitivity of ferroelectric liquid crystals, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 263,245-254, (1995).

119. V. Novotna, M. Glogarova, A. M. Bubnov, H. Sverenyak. Thickness dependent low frequency relaxation in ferroelectric liquid crystals with different temperature dependence of the helix pitch, Liquid Crystals, 23, N4,511-518,(1997).

120. S. A. Rozanski, R. Stannarius, F. Kremer. Collective Dynamics Modes of Microconfined Ferroelectric Liquid Crystals, IEEE Transactions on Dielectric and Electrical Insulation, 8, N°3,488-493, (2001).

121. S. A. Rozanski, R. Stannarius, F. Kremer. Structure and dynamics of ferroelectric liquid crystals under random geometrical restrictions, Liquid Crystals, 28, N7,1071-1083, (2001).

122. K. L. Sandhya, S. Krishna Prasad, D. S. Shankar Rao, Ch. Bahr. Comparative X-ray and dielectric measurements of smectic A-smectic C* transition in bulk and confined geometries, PHISICAL REVIEW E, 66, 031710-1-7,(2002).

123. S. Havriliak, J. K. Vij, N. Ming. Low frequency dielectric relaxation in the smectic C* phase of a ferroelectric liquid crystal, Liquid Crystals, 26, N33,465-467,(1999).

124. M. Kuzma, A. Blahut, E. Szwajczak, A. V. Szymanski, W. L. Szymanski. Dielectric Response of Ionically conducting liquids in the low frequencyоregion, IEEE Transactions on Dielectric and Electrical Insulation, 8, N 3, 413-417,(2001).

125. A. M. Biradar, D. Killian, S. Wrobel, W. Haase. A sub-hertz frequency dielectric relaxation process in a ferroelectric liquid crystal material,1.quid Crystals, 27, N°2,225-231, (2000).

126. JI. Д. Ландау, E. M. Лифшиц. Статистическая физика, изд. 2-е, М., Наука, (1964).

127. В. Л. Гинзбург. Несколько замечаний о фазовых переходах второгоорода и микроскопической теории сегнетоэлектриков, ФТТ, 2, N9, 2031-2043, (1960).

128. А. 3. Паташинский, В. Л. Петровский. Флуктуационная теория фазовых переходов, М, Наука, (1975).

129. Г. Стенли. Фазовые переходы и критические явления, М., Мир, (1973).

130. P. G. De Gennes. An analogy between superconductors and smectics,

131. Sol. State Comm., 10,753-756, (1972).

132. Z. Kutnjak, S. Kralj, S. Zumer. Effect of dispersed silica particles on the smectic A-smectic C* phase transition, PHISICAL REVIEW E, 66, 041702-18, (2002).

133. JI. А. Береснев, JI. M. Блинов, В. А. Байкалов, Е. П. Пожидаев, Г. В. Пурванецкас. Первый негелигоидальный сегнетоэлектрический жидкий кристалл, Письма в ЖЭТФ, 33, вып. 10, 553-557, (1981).

134. S. A. Pikin, V. L. Indenbom. Piezo effect and ferroelectric phenomena in smectic liquid crystals, Ferroelectrics, 20, 151-153, (1978).

135. D. S. Parmar, К. K. Raina, J. Shankar. Effect of electric fields on the helical pitch in chiral smectic C* liquid crystals, Mol. Cryst. Liq. Cryst, 103, 77-98, (1983).

136. R. Blinc. Soft mode dynamics in ferroelectric liquid crystals, Phys. Stat. Sol. B, 70, K-29-K-33, (1975).

137. R. Blinc. Soft mode dynamics in ferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, 14,603-606, (1976).

138. R. Blinc, B. Zheks. On the dynamics of helicoidal ferroelectric smectic C* liquid crystals, Phys. Rev. A, 18, 740-745, (1979).

139. Л. Д. Ландау, И. M. Халатников. Об аномальном поглощении звука вблизи точек фазового перехода второго рода, ДАН СССР, 46, 469-476, (1954).

140. А. С. Diogo, A. F. Martins. Molecular statistical model for twist viscosity in smectic С liquid crystals, Liq. Cryst. One and Two Dimens. Order Proc. Int. Conf., 108-113, Berlin, Springer-Verlag, (1980).

141. E. П. Пожидаев, M. А. Осипов, В. Г. Чигринов, В. А. Байкалов, Л. М. Блинов, Л. А. Береснев. Вращательная вязкость смектической С* фазыосегнетоэлектрических жидких кристаллов, ЖЭТФ, 94, N2, 125-132, (1988).

142. JI. А. Береснев, Л. М. Блинов, Э. Б. Соколова. Кинетика спонтанной поляризации в сегнетоэлектрическом жидком кристалле, Письма в ЖЭТФ, 28, 340-343, (1978).

143. Е. П. Пожидаев. Физические свойства жидкокристаллических сегнетоэлектриков, Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук, Москва, (1985).

144. L. Blinov, М. Ozaki, S. Okazaki, К. Yoshino. Direct measurements by the pulse pyroelectric technique of the soft-mode relaxation times on both sides of the smectic A-C* transition, Ferroelectrics, 212,37-44, (1998).

145. Б. И. Островский, С. А. Тараскин, Б. А. Струков, A. 3. Рабинович, А. С. Сонин, Н. И. Чернова. Теплоёмкость смектического жидкого кристалла ДОБАМБЦ в широком интервале температур, ФТТ, 19, 3686-3689, (1977).

146. Т. Carlsson, I. Dahl. Measurements of heat capacity of DOBAMBC, Mol. Cryst. Liq. Cryst, 95,373-378, (1983).

147. С. C. Huang, J. M. Viner. Nature of the smectic A-smectic С phase transition in liquid crystals, Phys. Rev. A, 25,3385-3388, (1982).

148. R. J. Brigenau, C. W. Garland, A. R. Kotran, J. D. Litser, M. Meichle, B. M. Ocko, C. Rosenblatt, L. J. Yu, J. Goodby. Smectic A smectic С transition. Mean field or critical, Phys. Rev. A, 27, is. 2,1251-1254, (1983).

149. M. Meichle, C. W. Garland. Calorimetric study of the smectic A smectic С phase transition in liquid crystals, Phys. Rev. A, 27, is. 5, 2624-2631, (1983).

150. M. Delaye, P. Keller. Critical angular fluctuations of molecules above a second order smectic A to smectic С phase transition, Phys. Rev. Lett., 37, 1065-1069, (1976).

151. P. J. Flanders. Torque curves and rotational hysteresis in a smectic С liquid crystal, Appl. Phys. Lett., 28, is. 10,571-573, (1976).

152. Y. Galerne. Refractive index measurements at 2-nd smectic A to smectic С phase transition, J. de Phys., 39,1311-1316, (1978).

153. Y. Galerne. Tilt susceptibility and hare correlation length at a smectic A smectic С phase transition, J. Phys. Lett., 44, is. 12,461-469, (1983).

154. J. A. Gonsalo. Critical behavior of ferroelectric triglycine sulfate, Phys. Rev., 144, is. 2,662-665,(1966).

155. M. Kaspar, V. Hamplova, S. A. Pakhomov, A. M. Bubnov, F. Guittard, Y. Sverenjak, I. Stibor, P. Vanek, M. Glogarova. New series of ferroelectric liquid crystals with four ester groups, Liquid Crystals, 24,599-605, (1998).

156. J. P. F. Lagerwall, F. Giesselmann, M. D. Radcliff. Optical and x-ray evidence of the "de Vries" SmA*-SmC* transition in a non-layer-shrinkage ferroelectric liquid crystal with very weak interlayer tilt correlation, Phys. Rev. E, 66, 031703-11,(2002).

157. A. de Vries. in Advances in Liquid Crystals Research and Applications, edited by L. Bata, Pergamon Press, Oxford, (1980).

158. M. А. Осипов, Молекулярные модели поляризованных состояний в жидких кристаллах, Диссертация па соискание учёной степени кандидата физико-математических наук, Москва, (1981).

159. М. А. Осипов, С. А. Пикин. Молекулярная модель сегнетоэлектрического состояния в смектических С* жидких кристаллах, Кристаллография, 26,263-270, (1981).

160. М. А. Осипов, С. А. Пикин. Асимметрия молекул иосегнетоэлектричество в жидких кристаллах, ЖТФ, 52, N 1, 158-160, (1982).

161. М. A. Osipov. Molecular statistical theory of ferroelectricity in smectic C* liquid crystals, Ferroelectrics, 58,305-319, (1984).

162. M. A. Osipov, D. Guillon. Molecular theory of ferroelectric ordering inоenantiomeric mixtures of smectic C* liquid crystals, Phys. Rev. E, 60, N 6,6855-6863, (1999).

163. А. Адамчик, 3. Стругальский. Жидкие кристаллы, М, Советское радио, (1979).

164. А. 3. Абдулин, В. С. Безбородое, А. А. Минько, В. С. Рачкевич. Текстурообразование и структурная упорядоченность в жидких кристаллах, Мн., Университетское, (1987).

165. D. Coates, G. W. Gray. The structures and microscopic textures of smectic liquid crystals,Microscope, 24,N2, 117-152, (1976).

166. L. T. Kreagh, A. R. Kmets. Mechanism of surface alignment in nematic liquid crystals, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 24, 59-69, (1973).

167. J. S. Dubois, M. Gazzard, A. Zann. Liquid crystal orientation induced by polymeric surfaces,,/. Appl. Phys., 47,1270-1274, (1976).

168. T. Uchida, H. Seki. Surface alignment of liquid crystals, in Liquid Crystals applications and uses, ed. by B. Babadur, World Scientific, Singapore, (1992).

169. E. G. Shafrin, W. A. Zisman. Constitutive relations in the wetting of low energy surfaces and the theory of retraction method of preparing monolayers, J. Am. Chem. Soc., 64,519-523, (1960).

170. B. S. Ban, Y. B. Kim. Surface free energy and pretilt angle of rubbedоpolyimide surfaces, Journal of Applied Polymer Science, 74, N2, 267-271, (1999).

171. D. W. Berreman. Solid surface shape and alignment of an adjacent nematic liquid crystals, Phys. Rev. Lett., 28, 1683-1686, (1972).

172. D. W. Berreman. Alignment of liquid crystals by grooved surfaces, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 23,215-321, (1973).

173. M.Schadt, K.Schmett, V.Kozenkov, V.Chigrinov. Surface-induced parallel alignment of liquid crystals by linearly polymerized photopolymers, Jap. J.Appl. Phys. P.I., 31,2155-2164 (1992).

174. H. Shuring, C. Thieme, R. Stannarius. Surface tension of smectic liquid crystals, Liquid Crystals, 28, N2,241-252, (2001).

175. I. Haller. Alignment and wetting properties of nematic liquids, Appl. Phys. Lett., 24,349-351, (1974).

176. Y. Oushi, J. Lee, H. Takezoe, A. Fukuda, K. Kondo, T. Kitamura, A. Mukoh. Smectic layer structure of thin ferroelectric liquid crystal cells aligned by SiO oblique evaporation technique, Jpn. J. Appl. Phys., 27, L1993-L1995, (1988).

177. D. Armitage. Ferroelectric liquid crystal alignment by oblique evaporation of Si02, Ferroelectrics, 122,239-252, (1991).

178. D. Doroski, S. H. Perlmutter, G. Moddel. Alignment layers for improved surface stabilized ferroelectric liquid crystal devices, Appl. Opt., 33, 2608-2610,(1994).

179. J. Fiinfshilling, M. Stalder, M. Shadt. Alignment of ferroelectric LCD's with hybrid LPP-photoaligned polymer network, SID-99 Digest, 308-311, (1999).

180. J. Fiinfshilling, M. Stalder, M. Shadt. Photoaligned orientation layers for ferroelectric LCD's, Ferroelectrics, 244,257-264, (2000).

181. W. S. Kang, H. W. Kim, J. D. Kim. Zigzag defect free alignment of surface stabilized ferroelectric liquid crystal cells with a polyimide irradiated by polarized UV light, Liquid crystals, 28, N11, 1715-1721, (2001).

182. W. S. Kang, H. W. Kim, J. D. Kim. Contrast ratio and switching of zigzag defect free surface stabilized FLCD by photoinduced alignment, Liquid crystals, 29, N4, 583-587, (2002).

183. H. Orihara, Y. A. Suzuki, Y. Isyhibashi, K. Gouhara, Y. Yamada, N. Yamaoto. Effect of a polyimide coat on the layer structure in a surface stabilized ferroelectric liquid ciystal cell, Jpn. J. Appl. Phys., 28, L-676-L678, (1989).

184. B. 0. Myrvold. The effect of thermal treatment of the alignment layer on the electrooptical response of SSFLCs, Liquid crystals, 7, N6, 863-875, (1990).

185. N. Wakita, T. Uemoda, H. Ohnishi. Shock problem free FLCD and mechanism of alignment destruction by mechanical shock, Ferroelectrics, 149,229-238, (1993).

186. S. Garoff, R. B. Meyer. Electroclinic effect at the A-C phase change in a chiral smectic liquid crystal, Phys. Rev. Lett., 38, N°15,848-851, (1977).

187. S. Garoff, R. B. Meyer. Electroclinic effect at the A-C phase change in a chiral smectic liquid crystal, Phys. Rev. A, 19, N 1,338-347, (1979).

188. G. Andersson, I. Dahl, P. Keller, W. Kuczynsky, S. T. Lagerwall, K. Skarp, B. Stebler. Submicrosecond electro-optic switching in the liquid crystal amectic A phase: The soft mode ferroelectric effect, Appl. Phys. Lett., 51, N9, 840-842, (1987).

189. J.A.M.M. van Haaren, G.L.J.A. Rikken. Electric field and thickness effect on the electroclinic temporal behaviour in a chiral smectic A liquid crystal, Phys. Rev. A, 40, N9, 5476-5479, (1989).

190. I. Abdulhalim, G. Moddel. Switching behaviour and electro-optic response due to the soft mode ferroelectric effect in chiral smectic A liquid crystals, Liquid crystals, 9, N°4, 493-518, (1991).

191. K. Scarp, G. Andersson, T. Hirai, A. Yoshizava, K. Hiraoka, H. Takezoe, A. Fukuda. Investigations of soft mode electroclinic response in a ferroelectric liquid crystal with mC/m2, Jpn. J. Appl. Phys., 31,1409-1413, (1992).367

192. M. Glogarova, J. Pavel. The effect of biasing electric field on the soft mode in the vicinity of the ferroelectric phase transition in liquid crystals,1.quid crystals, 6, N3,325-332, (1989).

193. K. Saxena, L. Beresnev, L. Blinov, S. Pikin, W. Haase. Electroclinic and induced biaxiality effects in new FLC mixtures, Ferroelectrics, 213, 73-80, (1998).

194. A. B. Davey, W. A. Crossland. Potential and limitations of the elrctroclinic effect in device applications, Ferroelectrics, 114, 101-112, (1991).

195. G. Moddel. Ferroelectric liquid crystal spatial light modulators, in Spatial light modulator technology: materials, devices and applications, edited by Uzi Efron, New York, USA, 287-357, (1995).

196. J. Z. Xue, M. A. Handshy, N. A. Clark. Electrooptical response during switching of a ferroelectric liquid crystal cell with uniform director orientation, Ferroelectrics, 73,305-314, (1987).

197. N. A. Clark, M. A. Handshay, S. T. Lagerwall. Switching dynamics of surface stabilized ferroelectric liquid crystals, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 94, 213-219,(1983).

198. G. Andersson, I. Dahl, S. T. Lagerwall, K. Skarp. Physical properties of the ferroelectric phase in some fast switching chiral epoxy compounds and lastic ethers,Mol. Cryst. Liq. Cryst., 144,105-115, (1987).

199. I. Dahl, S. T. Lagerwall, K. Skarp. Simple model for the polarization reversal current in a ferroelectric liquid crystal, Phys. Rev. A, 36, N 9,43804389, (1987).

200. M. Isogai, K. Kondo, S. Nonaka, M. Odamura, A. Mukoh. Structures of smectic C* liquid crystals in display cells, Proc. of Intern. Displ Conference, (Tokyo, Japan), 225-227, (1985).

201. K. H. Yang, T. C. Chieu, S. Osofsky. Depolarization field and ionic effect on the bistability of surface stabilized ferroelectric liquid crystal devices, Appl. Phys. Lett., 55(2), N 10,125-127, (1989).

202. K. H. Yang, T. C. Chieu. Dominant factors influence the bistability of surface stabilized ferroelectric liquid crystal devices, Jpn. J. Appl. Phys., 28, N 9, L1599- L1601, (1989).

203. P. Shiller. Domain walls motion in ferroelectric liquid crystals, Crys. Res. Techn., 21, 301-309,(1986).

204. B. Landreth, G. Moddel. Analog response from binary spatial light modulators, Proc. SPIE, 1296,64-72, (1990).

205. S. T. Lagerwall, J. Wahl, N. A. Clark. Ferroelectric liquid crystals for displays, Proc. of Intern. Displ. Conference, (Tokyo, Japan), 213-221, (1985).

206. W. J. A. M. Hartmann. Charge controlled phenomena in the surface stabilized ferroelectric liquid crystal structure, J. Appl. Phys., 66, 11321136, (1989).

207. M. Killinger, J. L. De Bourgenet de la Tocnaye, P. Gambon. Controlling the gray level capasity of a bistable FLC spatial light modulator, Ferroelectrics, 122, 89-99, (1991).

208. P. Maltese, J. Dijon, T. Leroux, D. Sarrasin Addressing cycles for fast settling gray shades in ferroelectric liquid crystal matrices, Ferroelectrics, 85, 265-274, (1988).

209. H. Orihara, K. Nakamura, Y. Ishibashi, Y. Yamada, N. Yamamoto, M. Yamawaki. Anomalous switching behaviour of a ferroelectric liquid crystalowith negative dielectric anisotropy, Jpn. J. Appl. Phys., 25, N10, L839-L840, (1986).

210. M. Koden, Н. Katsure, N. Iton, Т. Kaneko, К. Tamai, H. Takeda, M. Kido, M. Matsuki, S. Miyoshi, T. Wada. Ferroelectric liquid crystal devices using T-Vmin mode, Ferroelectrics, 149,183-192, (1993).

211. K. Yoshino, Y. Inuichi. Helical structure of ferroelectric liquid crystal DOMAMBC in external electric field, Jpn. J. Appl. Phys., 17, N7, L597-L600, (1978).

212. K. Yoshino, S. Kishio, M. Ozaki, T. Sakurai, N. Mukami, R. Higuchi, M. Honma. Low threshold field of electro-optic effect in ferroelectric liquid crystal with extremely large spontaneous polarization, Jpn. J. Appl. Phys., 25, N 6, L416- L418, (1986).

213. L. A. Beresnev, L. M. Blinov, D. I. Dergachev. Electro-optical response of a thin layers of a ferroelectric liquid crystal with a small pitch and high spontaneous polarization, Ferroelectrics, 85,173-186, (1988).

214. J. Funfshilling, M. Shadt, Performance of conventional and novel deformed helix ferroelectric liquid crystal display operating modes, Jpn. J. Appl. Phys., 35, N 11, 5765-5774, (1996).

215. I. Abdulhalim, G. Moddel. Electrically and optically controlled light modulation and color switching using helix distortion of ferroelectric liquid crystals, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 200, 79-101, (1991).

216. Yu. P. Panarin, E. P. Pozhidaev, V. G. Chigrinov. Dynamics of controlled birefringence in an electric field deformed helical structure of ferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, 114,181-186, (1991).

217. K. Yoshino, M. Ozaki. The transient light scattering mode in ferroelectric liquid crystal, Jpn. J. Appl. Phys., 23, N°4, L385- L388, (1984).

218. S. Kishio, M. Ozaki, K. Yoshino, T. Sakurai, N. Mikami, R. Higuchi. Jpn. J. Appl. Phys., 26,N5,L513-L515, (1987).370

219. H. J. Coles, H. F. Glesson, J. S. Kang. Dye guest host effect in smectic C* phase of ferroelectric liquid crystals, Liquid Crystals, 5, N 4, 1243-1250, (1989).

220. V. Ya. Zyryanov, S. L. Smorgon, V. F. Shabanov. Electrooptics of polymer dipersed ferroelectric liquid crystals, IV International Top. Meet, on Optics of Liquid Crystals, Abstracts, 70-71, (1991).

221. В. Я. Зырянов, С. Jl. Сморгон, В. Ф. Шабанов, Н. В. Занин. Модуляция света ориентированной дисперсией сегнетоэлектрических жидких кристаллов, Препринт № 708Ф, 25 с, Институт физики, Красноярск, (1991).

222. V. Ya. Zyryanov, S. L. Smorgon, V. F. Shabanov. Polymer Dispersed Ferroelectric Liquid Crystals as Display Materials, SID '92 Digest, 23, 776777, (1992).

223. V. Ya. Zyryanov, S. L. Smorgon, V. F. Shabanov. Electrooptics of polymer dipersed ferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, 143,271-276, (1993).

224. C. Reynaerts, A. de Vos. Hysteresis loops of ferroelectric liquid crystal displays, Ferroelectrics, 113,439-352, (1991).

225. E. P. Pozhidaev, V. G. Chigrinov, Yu. P. Panarin, V. P. Vorflusev. Anchoring energy of a ferroelectric liquid crystal with solid surface, Mol. Mat., 2,225-238,(1993).

226. E. P. Pozhidaev, A. L. Andreev, I. N. Kompanets. Surface and volume bistability in ferroelectric liquid crystals, SPIE, 2731,100-106, (1995).

227. S. Inui, N. Iimura, T. Suzuki, H. Iwane, K. Miyachi, Y. Takanishi, and A. Fukuda. Thresholdless antiferroelectricity in liquid crystals and its application to displays, J. Mater. Chem., 6,671-675, (1996).

228. S. T. Lagerwall. Some remarks regarding V-shaped switching, A speech at 7th International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals, Darmstadt, Germany, (1999).

229. B.Park, S. S. Seomun, M. Nakata, M. Takanishi, Y.Takanishi, K. Ishikawa, H. Takezoe. Collective molecular motion during V-shape switching in a smectic liquid crystals, Jpn. J. Appl. Phys., 38,1474, (1999).

230. M. Copic, J. E. Maclennan, N. A. Clark. Structure and dynamics of ferroelectric liquid crystal cells exhibiting thresholdless switching, Physical Review E 65, 021708,(2002).

231. Yu. P. Panarin, V. Panov, О. E. Kalinovskaya, J. K. Vij. On V-shaped switching in antiferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, 246, 35-42, (2000).

232. M. Copic, J. E. Maclennan, N. A. Clark. Influence of ions on the "V-shape" electro-optic response of ferroelectric liquid crystals, Physical Review E 63, 031703,(2001).

233. P. Rudquist, D. Kruerke, S. T. Lagerwall, J.E. Maclennan, N. A. Clark, D. M. Walba. The hysteresis behaviour of "V-shaped switching" smectic materials, Ferroelectrics, 246,21-33, (2000).

234. R. Beccherelli, S. J. Elston. Investigations of the apparently thresholdless behaviour in the high temperature range of an antiferroelectric liquid crystal mixture, Ferroelectrics, 246,43-50, (2000).

235. JI. А. Береснев. Исследование пироэлектрического эффекта в сегнетоэлектрических жидких кристаллах, Диссертация па соискание учёной степени кандидата физ. мат. наук, Москва, (1979).

236. Л. А. Береснев, Г. М. Плешков, Э. Б. Соколова. Новые сегнето- и пьезоматериалы и их применение, 62-66, М., МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, (1975).

237. Е. P. Pozhidaev, A. L. Andreev, I. N. Kompanets. Surface and volume bistability in ferroelectric liquid crystals, SPIE, 2731,100-106, (1995).

238. С. B. Sowyer, С. H. Tower. Rochelle salt as a dielectric, Phys. Rev., 55, 269-273,(1930).

239. Ph. Martinot Lagarde. Direct electrical measurment of the permanent polarisation of a ferroelectric chiral smectic C* liquid crystal, J. de Phys. Lett., 38, p.L-17 -L-19, (1977).

240. V. M. Vaksman, Yu. P. Panarin. Measurement of ferroelectric liquid crystal parameters, M?/. Mat., 1,147-154, (1992).

241. S. Rosanski. Determination of pitch in chiral smectic C* DOBAMBC, Phys. Stat. Sol. (A), 79,309-319, (1983).

242. A. J. Kinloch. Adhesion and Adhesives Science and Technology, London, New York., Chapman and Hall Ltd., (1987).

243. D. K. Owens, R. C. Wendt. Evaluations of surface free energy of solid surfaces, J. Appl. Polym.Sci., 13,1741-1747, (1969).

244. V. Chigrinov,E. Prudnikova, V. Kozenkov, H. Kwok, H. Akiyama, T. Kawara, H. Takada, H. Takatsu. Synthesis and properties of azo dye aligning layers for liquid crystal cells, Liquid Crystals, 29, N°10,1321-1327 (2002).

245. Г. M. Жаркова, А. С. Сонин. Жидкокристаллические композиты.-Новосибирск: Наука, (1994).

246. В. Г. Чигринов, В. А. Байкалов, Е. П. Пожидаев, Л. М. Блинов, Л. А. Береснев, А. И. Аллагулов. Флексоэлектрическая поляризация сегнетоэлектрического смектического С* жидкого кристалла, ЖЭТФ, 88, вып. 6, 2015-2024, (1985).

247. J. Seligerr, V. Zagar, R. Blinc. 14N nuclear quadrupole resonance study of orientational ordering in the smectic phases of achiral TBBA and chiral TBACA, Phys. Rev. (A), 17, N°3,1149-1155, (1978).

248. В. И. Минкин, О. А. Осипов, Ю. А. Жданов. Дипольные моменты в органической химии, Ленинград, "Химия", (1968).

249. Е. В. Priestley. Introduction to liquid crystals, New York, Plenum, p. 203, (1974).

250. S. A. Pikin. Strustural transformations in liquid crystals, Gordon and Breach, New York, (1990).

251. A. Rapini, M. J. Papoular. Distortion d'une lamelle nematique sous champ magnetique d'ancrage aux parois, J. Phys. (France) Colloq., 30, pp. C4-C54, (1969).

252. К. H. Yang, A. Lien, T. C. Chien. Structure of smectic layers in FLC cells, Jap. J. Appl. Phys., 27, N11, 2022-2031, (1988), A. de Vos, Optical transmission of chevron -type ferroelectric liquid crystal displays, Liquid Crystals, 6,N3,373-381, (1989).

253. S. U. Vallerien, F. Kremer, H. Kapita, R. Zentel, W. Frank. Field dependent soft and goldstone mode in a ferroelectric liquid crystal asоstudied by dielectric spectroscopy, Physics Letters A, 138, N4,5, 219-222, (1989).

254. M. Glogarova, J. Pavel. The effect of biasing electric field on the soft mode in the vicinity of the ferroelectric phase transition in liquid crystals, Liquid Crystals, 6, N°3,325-332, (1989).

255. V. Chigrinov, E. Prudnikova, V. Kozenkov, H. Kwok, H. Akiyama, T. Kawara, H. Takada, H. Takatsu. Synthesis and properties of azo dye aligning layers for liquid crystal cells, Liquid Crystals, 29, N 10, 1321-1327 (2002).

256. E. P. Pozhidaev, S. A. Pikin, D. Ganzke, S. A. Shevtchenko, W. Haase. High frequency and high voltage mode of deformed helix ferroelectric liquid crystals in a broad temperature range. Ferroelectrics, 246, 235-245 (2000).

257. Де Жен П. Физика жидких кристаллов, М, Мир, (1977).

258. B. W. Van der Meer, G. Vetrogen. Microscopic model of smectic C phase, J. dePhys. Coll., 40, C3-222, (1979).

259. E. P. Pozhidaev, V. G. Chigrinov, D. D. Huang, H. S. Kwok. Alignment of ferroelectric liquid crystals with azo-dyes, EURODISPLAY' 2002 Digest, 137-140, (2002).

260. W. Hartman. Bistability in surface stabilized ferroelectric liquid crystals, Ferroelectrics, 85,67-77, (1988).

261. D.D. Huang, E.P. Pozhidaev, V.G. Chigrinov, H.L. Cheung, Y.L. Ho, H.S. Kwok. Optimization of Photo-aligned Ferroelectric Liquid Crystal Display under Passively Addressed Driving, Journal, of SID, 12,455-464, (2004).