Влияние электрического поля на рефракцию света в жидких кристаллах с неоднородным распределением директора

Каретников, Никита Александрович

Влияние электрического поля на рефракцию света в жидких кристаллах с неоднородным распределением директора тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Каретников, Никита Александрович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Санкт-Петербург МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Влияние электрического поля на рефракцию света в жидких кристаллах с неоднородным распределением директора»

Автореферат диссертации на тему "Влияние электрического поля на рефракцию света в жидких кристаллах с неоднородным распределением директора"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

0ИЧЫ п ? * - / / _ "

КАРЕТНИКОВ Никита Александрович

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА РЕФРАКЦИЮ СВЕТА В ЖИДКИХ КРИСТАЛЛАХ С НЕОДНОРОДНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ДИРЕКТОРА.

Специальность -01.04.07 - физика конденсированного состояния

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 2010

- 2 ЛЕН 2010

004614916

Работа выполнена на кафедре физики полимеров физического факультета Санкт-Петербургского Государственного Университета

Научный руководитель:

Доктор физико-математических наук, профессор Ковшик Александр Петрович

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук, профессор Коншина Елена Анатольевна

Доктор физико-математических наук, профессор Ульянов Сергей Владимирович

Ведущая организация: Учреждение Российской Академии Наук "Институт Проблем Машиноведения РАН"

диссертационного совета Д.212.232.33 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском государственном Университете по адресу: 198504, Санкт-Петербург, Петродворец, Ульяновская 1, НИИФ СПБГУ, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского Государственного Университета.

Отзывы на автореферат просьба направлять по адресу: 198504, Санкт-Петербург, Петродворец, ул. Ульяновская, 1, НИИФ СПБГУ, диссертационный совет Д.212.232.33

Защита состоится «

на заседании

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета, д. ф.-м. наук, проф.

А. В.Лезов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы работы: В настоящее время активно развивается область физики конденсированного состояния, связанная с изучением и практическим применением жидких кристаллов (ЖК). Жидкокристаллическое состояние как промежуточная фаза между изотропной жидкостью и твердым кристаллом является уникальным объектом исследования благодаря способности жидких кристаллов легко изменять ориентационную структуру под действием внешних полей различной природы. Наиболее широко исследуются и используются в технике эффекты, связанные с изменением направления оптической оси ЖК под действием магнитного или электрического поля. Объектами исследований являются слои ЖК с различным образом модулированной ориентацией локальной оптической оси (директора).

В работе К.В. Фредерикса и В.Н. Цветкова [1] в нематическом жидком кристалле (НЖК) была создана спиральная ориентация директора при приложении магнитного поля к планарно ориентированному слою, расположенному между стеклянными призмами. Магнитное поле было направленно параллельно плоскости слоя и перпендикулярно ориентации директора на поверхности. Напряженность магнитного поля была такой, что угол поворота директора в слое относительно исходного направления плавно менялся от 0° у поверхности до 90° в середине слоя. При достаточно больших углах падения света на такой слой была обнаружена рефракция света - "отражение" необыкновенного луча в середине слоя, подобное полному внутреннему отражению на границе двух сред. Рефракция света также была обнаружена внутри слоя ЖК с плоской геликоидальной текстурой [2,3], распределение директора в котором аналогично полученному в ориентированном магнитным полем НЖК. В обоих случаях рефракция света связана с градиентом показателя преломления для необыкновенного луча. Этот градиент обусловлен спиральной ориентацией локальной оптической оси в слое ЖК в отличие от хорошо известного явления рефракции световых лучей в атмосфере и изотропных жидкостях, где градиент показателя преломления вызывается градиентом плотности среды. Рефракция света в ЖК с плоской геликоидальной структурой сравнительно мало изучена и совершенно не изучено воздействие электрического поля на рефракцию. В тоже время исследование взаимодействия электромагнитных полей с анизотропной средой с периодически изменяющимся направлением тензора диэлектрических проницаемостей имеет важное значение для физики конденсированного состояния вещества. Также актуально изучение влияния электрического поля на рефракцию света в связи с широким использованием пространственно модулированных жидкокристаллических структур в дисплейной технике.

Цель работы: Исследование влияния электрического поля различной напряженности и частоты на распространение необыкновенной световой волны в плоской спиральной жидкокристаллической структуре с большим шагом спирали и поворотом директора на 180° от одной границы слоя к другой..

В работе решены следующие основные задачи:

1. Разработан новый эффективный способ определения угла наклона директора на границе раздела стекло-ЖК с использованием методов поляриметрии. Изготовлены экспериментальные ячейки с различной ориентацией директора НЖК на ограничивающих поверхностях.

2. Изготовлена экспериментальная ячейка, содержащая слой кирального жидкого кристалла с заданным шагом спирали (32мкм) и поворотом директора на 180° от одной границы слоя к другой.

3. Создана установка для экспериментального исследования влияния электрического поля на распространение света в жидких кристаллах с различной ориентационной структурой.

4. Исследованы особенности распространения света в ЖК структуре с геликоидальным распределением директора и планарными граничными условиями в присутствии электрического поля.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработан новый метод определения направления локальной оптической оси ЖК на границах слоя, основанный на связи углов наклона директора с азимутами поляризации отраженной от границы слоя обыкновенной и прошедшей через границу слоя необыкновенной волны.

2. Впервые исследовано влияние переменного электрического поля на рефракцию света в геликоидальной жидкокристаллической структуре с шагом спирали многократно превышающим длину волны света и поворотом директора на 180° от одной границы слоя к другой. Обнаружен пороговый характер нарушения условия, необходимого для "отражения" необыкновенной волны внутри слоя ЖК. Получены зависимости величины порогового напряжения от частоты электрического поля и угла падения света на слой (глубины проникновения в слой).

3. Впервые экспериментально определены времена восстановления спиральной структуры ЖК на разных расстояниях от поверхности слоя.

Положения, выносимые на защиту:

1. Метод определения угла наклона локальной оптической оси ЖК на границах слоя.

2. В спиральной жидкокристаллической структуре с большим шагом спирали и поворотом директора на 180° от одной границы слоя к другой электрическое поле изменяет поле директора так, что нарушается условие, необходимое для "отражения" необыкновенной волны внутри слоя ЖК. Возникающее при этом пропускание света сквозь слой носит пороговый характер, значение порогового напряжения зависит от глубины проникновения света в слой и частоты электрического поля.

3. Наблюдение изменения направления распространения необыкновенной волны в д:лое ЖК со спиральной структурой под действием электрического поля является

эффективным методом изучения поведения директора на различных расстояниях от поверхности слоя. При уменьшении глубины проникновения необыкновенного луча в слой время восстановления исходной ориентации директора после выключения поля уменьшается.

Практическая значимость работы обусловлена широким использованием различных электрооптических эффектов в ЖК для дисплейной и модуляционной техники. Результаты исследования влияния электрического поля на рефракцию света в ЖК со спиральной структурой могут быть использованы при разработке и создания электроуправляемых жидкокристаллических устройств нового типа.

Предложен и впервые использован простой и точный метод определения угла наклона директора на границе слоя ЖК с твердой поверхностью, обладающий рядом преимуществ перед уже известными. Метод апробирован с использованием кристаллов исландского шпата с известным направлением оптической оси. Данный метод может быть использован при исследовании взаимодействия ЖК с ориентирующими поверхностями различной природы.

Личный вклад автора: участие в планировании работы, выработке методологии исследования, в непосредственном получении экспериментальных данных, их интерпретации и подготовке публикаций. Апробация работы:

Результаты работы представлялись на российских и международных конференциях: Молодежная Научная Конференция "Физика и Прогресс», Санкт-Петербург, октябрь 2006 г., ноябрь 2009 г.; 7-ой Международных Конференции "Лиотропные Жидкие Кристаллы и Наноматериалы" Иваново, 22-25 сентября 2009; XVIII Международной дисплейной конференций SID 2010, , 27 сенятбря-1 октября 2010, Санкт-Петербург.

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 2 статьи, тезисы 4-х докладов. Структура и объем работы:

Диссертация состоит из введения, 3-х глав, выводов и списка цитируемой литературы (89 наименований). Работа изложена на 113 страницах текста, содержит 33 рисунка, и 2 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении сформулированы актуальность, цель и задачи работы, ее научная и практическая значимость, новизна и положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен обзор литературных данных по наблюдениям рефракции в геликоидальных и гомеопланарных слоях ЖК. Приведено теоретическое рассмотрение рефракции света в слое кирального жидкого кристалла с планарной ориентацией на границах и с поворотом директора на 180° в рамках геометрической оптики. Приведен обзор литературных данных по известным методам получения планарной и наклонной ориентации директора (локальной оптической оси) на границах жидкокристаллического слоя. Приведены литературные данные по методам определения угла наклона на границах слоя.

В первом параграфе второй главы излагаются теоретические основы поляриметрического метода определения угла наклона директора на границах жидкокристаллического слоя. Приводится описание экспериментальной установки, результаты апробации метода с использованием кристаллов исландского шпата, а также результаты экспериментов с жидкими кристаллами. Поляриметрический метод определения угла наклона директора основан на том, что азимуты поляризации обыкновенной световой волны, отраженной от границы раздела стекло-ЖК и прошедшей через слой ЖК необыкновенной волны, связаны с углами наклона директора \j/i и \|/2 на каждой из границ слоя Р, и Р2 соответственно (Рис.1). Измеряемой величиной являются азимуты поляризации ß0i и ße2 - углы между плоскостью падения света на слой и векторами напряженности электрического поля отраженной обыкновенной волны E„i и прошедшей необыкновенной волны Е„г (Рис.1). Связь азимутов поляризации данных световых волн и углов наклона директора \|/i и у2 может быть однозначно определена для случая, когда директор на обеих границах раздела расположен в плоскости, ортогональной плоскости слоя и плоскости падения световой волны.

Если неполяризованный или поляризованный свет с длинной волны X падает из стекла на слой ЖК под углом а, а показатель преломления стекла п81 и главные

Рис.1. Общая геометрия

поляриметрического метода. Рь Р2 -границы раздела стекло-ЖК; N -нормаль к плоскости слоя; и \у2 -углы наклона директора к нормали; ЕоЬ Еог - вектора поляризации отраженной и прошедшей волн; ро1 и -поляризационные азимуты отраженной и прошедшей волн, а —угол падения.

значения показателей преломления жидкого кристалла п0 и пе таковы, что удовлетворяются соотношения:

По • Пе л\ (пе-п„М |Ч'1 - Ч-з! ...

(1) —»1—!-^ (2)

П . П , Я 71

то на первой границе слоя обыкновенная волна испытывает явление полного внутреннего отражения, а необыкновенная проходит через слой насквозь, причем плоскость ее поляризации поворачивается в соответствии с изменением направления директора. Для необыкновенной волны, прошедшей слой ЖК насквозь и вновь вошедшей в стекло (рис 2.), можно установить геометрическое соотношение между углами а, Ре2, 2, поскольку вектор поляризации Ее2 перпендикулярен волновому вектору к.2 и лежит в плоскости, содержащей к<.2 и директор п2 [4]:

Рис.2. Геометрическая связь угла падения а, угла наклона директора у2 и поляризационного азимута прошедшей волны Ре2. Плоскости Р, и Р2 - границы раздела стекло-ЖК; N - нормаль; к,,2-волновой вектор; п2 — директор на поверхности Р2; Ее2 - вектор поляризации прошедшей волны.

tg¥2=tg/?e2-sina (3)

Для обыкновенной волны, отраженной от верхней границы раздела Рь геометрическая связь между углами а, (5оЬ уь иллюстрируется рисунком 3. Вектор поляризации этой волны E„i перпендикулярен плоскости, в которой находятся волновой вектор koi и директор ni [4]. Здесь 'С, - вспомогательный угол, характеризующий положение плоскости, в которой лежат к^ и директор Пь По построению Poi+C = "/2. Следовательно, азимут поляризации обыкновенной волны р0] и угол наклона директора \|/( связаны соотношением

tgvH, =tg^-sma = ctg/?0I - sin а (4)

Рис.3.

Геометрическая связь угла падения а, угла наклона директора \|/( и поляризационного азимута прошедшей волны р0]. Плоскости Р, и ?2 - границы раздела стекло-ЖК; N - нормаль; к„г волновой вектор; П1 — директор на поверхности Рь Ео1 - вектор поляризации прошедшей волны.

Таким образом, используя соотношения (3) и (4) можно определить углы наклона директора путем измерения поляризационных азимутов отраженной обыкновенной и прошедшей необыкновенной волн.

Во втором параграфе второй главы приведено описание экспериментальной установки для определения поляриметрическим методом углов наклона директора ЖК на границах раздела ЖК-стекло, описание ЖК-ячейки и результаты измерений. Схема экспериментальной установки приведена на рис. 4.

Рис.4 Схема экспериментальной установки для определения угла наклона директора ЖК. ЖКЯ -жидкокристаллическая ячейка, Л -гелий-неоновый лазер, Х/2 -полуволновая пластинка, А - анализатор, Ф - фотоприемник.

Источником поляризованного излучения являлся Не-Ые лазер с длиной волны X = 632.8 нм и диаметром пучка I мм. Азимут поляризации падающего луча с помощью пластинки Х/2 устанавливался таким образом, чтобы в ЖК возбуждалась либо только обыкновенная волна, либо только необыкновенная. Для определения азимута поляризации прошедошего или отраженного света использовались анализатор и фотоприемник. ЖК-ячейки с различной ориентацией директора собирались из стеклянных призм (п^ =1.644 для X = 632.8 нм) с размером основания 46x16 мм и углами при основании 68.0°. Собранные ячейки заполнялись нематической ЖК-смесью №247 (ВГУ, Литва) с показателями преломления п0= 1.492 и Пе=1.665 для длины волны 632.8 нм и температуры 20°С. Толщина слоя жидкого кристалла во всех случаях составляла 25 микрометров. При такой геометрии призм и таких величинах показателей преломления стекла и ЖК и на границах слоя выполнялись условия (1) и (2).

ЖКЯ

Для апробации разработанного метода использовались кристаллы исландского шпата в форме пластин с известным расположением оптической оси по отношению к граням. На одну из стеклянных призм помещалась кристаллическая пластина, между которой и призмой находилась иммерсионная жидкость. Проводились измерения поляризационных азимутов необыкновенной волны и рассчитывались углы наклона оптической оси к поверхности пластин кальцита. Результаты определения углов наклона приведены в таблице 1.

Таблица 1. Углы наклона оптической оси в пластинах исландского шпата.

Образец исландского шпата fi о (известный) ¥2 (°) (измеренный)

№1 51.5±0.25 51±1

№2 45.0±0.25 45±1

Определение углов наклона директора ЖК на границах раздела стекло - ЖК проводилось в четырех ячейках (I—IV) с различной ориентацией директора на поверхностях. Углы наклона директора у! и у2 на границах слоя ЖК в ячейках задавались методом натирания планарно-ориентирующего (ПВА) и гомеотропно-ориентирующего (стеарилхлорид хрома) покрытий. Измерения проводились при двух положениях ячейки относительно направления падения света (свет падал либо на одну, либо на другую границу раздела). В этом случае угол наклона директора на каждой из границ раздела, определялся как по отраженной, так и по прошедшей волне. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2. Углы наклона директора ц/1 и у-, на границах слоя ЖК в ячейках I - IV.

Ячейка % (0) XJ,2<0) XJ,2<°>

(отр. волн.) (прош. волн.) (отр. волн.) (прош. волн.)

I 51 51 47 46

II 32 32 33 33

III 29 30 0 0

IV 25 24 89 89

Из таблицы видно, что углы наклона, определенные как по отраженной, так и прошедшей волне, совпадают в пределах погрешности эксперимента (±1°) и разработанный поляриметрический метод может быть использован в широком диапазоне углов наклона директора.

В первом параграфе третьей главы приведено теоретическое рассмотрение влияния электрического поля на рефракцию света в слое ЖК с геликоидальной структурой и положительной диэлектрической анизотропией при большом шаге спирали и повороте директора на 180° от одной границы слоя к другой для малых углов отклонения директора. Электрическое поле переориентирует директор ЖК, что приводит к уменьшению градиента показателя преломления и изменению рефракции

необыкновенной волны в такой структуре. Минимальное изменение угла наклона директора в центре слоя ЖК, приводящее к нарушению рефракции, ищется из условия минимизации выражения для свободной энергии ЖК, включающего в себя член, описывающий взаимодействие поля с диэлектрически анизотропной средой. Рассмотрение проводится для полей, близких к пороговому значению, для которых шаг спирали ЖК считается неизменным.

Во втором параграфе третьей главы приводится описание ЖК-ячейки и экспериментальной установки для исследования влияния переменного электрического поля на рефракцию света в слое ЖК со спиральной структурой директора. Жидкокристаллическая ячейка (рис.5а) состояла из двух трапецеидальных стеклянных призм (1,2), изготовленных из оптического стекла с показателем преломления ng = 1.7002 и углами при основании а = 68.0° (рис. 5а). Такая ячейка позволяла обеспечить необходимый диапазон углов падения света на слой. Слой ЖК (7) толщиной 18 мкм размещался между призмами. Все поверхности призм были отполированы, что позволяло направлять свет и по нормали к слою ЖК. На поверхности стекол, ограничивающих жидкий кристалл, были нанесены прозрачные токопроводящие электроды (3,4). Планарная ориентация директора на поверхности электродов, ортогональная плоскости рисунка, была получена натиранием полиимидных покрытий в одном направлении. Такое покрытие обеспечивает жесткое сцепление директора с поверхностью. Угол между директором и поверхностью слоя ЖК, определенный поляриметрическим методом, составлял 2°. Для измерений была приготовлена смесь, состоящая из нематического жидкого кристалла ЖК 1466 (НИОПИК) и 0.2% по весу киральной добавки ВИХ-3 (ВГУ Литва). Смесь имела положительную диэлектрическую анизотропию Де = 11.7, показатели преломления пе = 1.691 и п0 = 1.551 и шаг спирали 32 мкм. Шаг спирали определялся по структуре Гранжана в клине Кано. При толщине слоя равной d=18 мкм, директор ЖК на одной поверхности слоя повернут на 180° по отношению к направлению директора на другой. Схема экспериментальной установки представлена на рис.5б.

Рис 5. Схема ЖК-ячейки и экспериментальной установки: а) 1,2 - стеклянные призмы, 3,4 - электроды, 5, 6 - спейсеры, 7 - слой ЖК; б) Л - гелий-неоновый лазер, У2 - полуволновая пластинка, ЖКЯ - жидкокристаллическая ячейка, А -анализатор, Ф - фотоприемник, ЗГ - звуковой генератор, Км - коммутатор, О -цифровой осциллограф, К — компьютер.

Источником поляризованного излучения являлся Не-Ые лазер с длиной волны >. = 632.8 нм и диаметром пучка 1 мм. Луч проходил через полуволновую пластинку

У2, позволяющую устанавливать необходимое положение вектора поляризации, и попадал на входную грань ЖК-ячейки. Ячейка устанавливалась на вращающемся столике с угловым отсчетным устройством, что позволяло варьировать угол падения света на слой. При изменении угла падения 8 необыкновенной волны на поверхность спиральной текстуры жидкого кристалла от значения, соответствующего углу полного внутреннего отражения обыкновенной волны 50 = arcsin (rio/ry), до значения, соответствующего углу ПВО необыкновенной волны 5е = arcsin (ne/ngI), область ЖК, в которой осуществляется «отражение» или поворот луча, смещается от середины слоя к границе раздела ЖК-стекло [3]. Для анализа состояния поляризации прошедшего света использовался анализатор А (пленочный поляроид). Интенсивность света регистрировалась фотоприемником Ф. Управляющий электрический и оптический сигналы подавались на двухканальный цифровой осциллограф АСК-3106. В качестве источника управляющего сигнала использовались генератор синусоидального напряжения ГЗ-ЗЗ и коммутатор, формировавший импульсы напряжения до 30 В, длительностью 0.1-5 с и частотой заполнения f от 20 Гц до 20 кГц.

В третьем параграфе третьей главы приведены результаты исследования влияния электрического поля на рефракцию света в 180° супер-твист структуре экспериментальной ячейки в диапазоне частот 20 Гц - 20 кГц и амплитудой до 30 В для различной глубины проникновения света в слой. Для понимания связи наблюдаемого оптического отклика с изменением поля директора ЖК в ячейке в том же образце при нормальном падении света были получены оптические отклики на воздействие электрического поля в хорошо изученном волноводном режиме и режиме управляемого двойного лучепреломления [5].

При проведении экспериментов угол падения света на слой ЖК необыкновенного светового луча изменялся в диапазоне от 5 = 62.8° до 5=79.7°, что соответствовало глубине проникновения луча в слой от 8.7 до 1.7 мкм. Это давало возможность изучать изменение поля директора и динамику его переориентации на различных расстояниях от границ раздела жидкий кристалл-стеклов.

Приложение электрического напряжения к слою ЖК деформировало поле директора, изменялся характер рефракции необыкновенного луча внутри слоя, и луч проходил сквозь ячейку насквозь, что регистрировалось фотопримеником. На рисунке 6. показана схема распространения лучей в ячейке для ЖК в невозмущенном состоянии (рис. 6а) и в после приложения электрического поля (рис. 66).

Рис 6. Схематические траектории лучей в ЖК-ячейке в отсутствие (а) и при включении управляющего напряжения (б). ]-падающий необыкновенный луч, 2-3 — френелевские отражения необыкновенного луча от границ раздела стекло-ЖК.

По зависимости пропускания ячейки от напряжения был выявлен пороговый характер нарушения рефракции (прохождение луча сквозь слой). Пороговое

напряжение пропускания ячейки фиксировали по уровню пропускания 0.1 от максимального. При изменении частоты управляющего напряжения в диапазоне от 100 Гц до 20 кГц значение порогового напряжения увеличивалось от 1.32 до 1.38 В. Это объясняется тем, что величина порогового напряжения обратно пропорциональна корню из анизотропии диэлектрической проницаемости ЖК [5], которая уменьшается с увеличением частоты электрического поля за счет молекулярно-дипольных релаксационных явлений в НЖК [6].

Также было обнаружено, что при изменении глубины проникновения света в слой от 8.7 до 1.7 мкм значение порогового напряжения увеличивается от 1.32 до 3.80 В. Известно, что для отклонения ориентированного твердой поверхностью директора ЖК на одинаковый угол вблизи стенки и в середине слоя требуется разное напряжение - большее у поверхности, чем в середине [5]. Поэтому и пороговое напряжение, при котором нарушается рефракция у границы слоя, больше, чем напряжение для нарушения рефракции в центре слоя.

Типичная осциллограмма оптического отклика ячейки на импульс управляющего сигнала (рис.7а) при напряжении, незначительно превышающем пороговое, (V= 1.83 В и 8 = 62.8°) представлена на рис. 76. На рис. 7в и 7г приведены осциллограммы оптических откликов этой же ячейки, размещенной между скрещенными поляризатором и анализатором при нормальном падении света (5 = 0°), когда направление поляризации падающего света составляет 45° и 0° к направлению директора соответственно. Оптический сигнал на рис. 7(6) содержит периодические осцилляции интенсивности, возникающие при включении и выключении поля, и плато, соответствующее установившемуся режиму пропускания. Наличие осцилляции интенсивности можно объяснить тем, что проходящая через ячейку необыкновенная волна частично отражается на границах раздела ЖК - стекло (рис.66), отраженные волны (2 и 3) интерферируют, а разность фаз между ними изменяется в процессе переориентации директора.

I ,„„...1

Рис.7. Оптический отклик ЖК ячейки на импульс управляющего напряжения.

а) управляющий импульс V=1.83 В и частотой заполнения 1=1 кГц.

б) пропускание ячейки, вызываемое нарушением и восстановлением рефракции (5 = 62.8°; Е11 п)

в) оптический сигнал супер-твист ячейки в режиме управляемого двулучепреломления (6=0°; Е 45° п).

г) оптический сигнал супер-твист ячейки в волноводном режиме (6=0°;

е[|п).

Связь осцилляций интенсивности прошедшего света с переориентацией директора подтверждается тем, что по времени они совпадают с временем установления максимального пропускания на осциллограмме рис.7в„ которая, как известно,

отражает процесс переориентации директора. При более высоких управляющих напряжениях количество экстремумов увеличивалось, так как поле директора деформировалось сильнее, что приводило к увеличению разности фаз между интерферирующими волнами. Кроме того, из осциллограмм на рис. 76, 7в и 7г видно, что при включении поля время нарушения рефракции (т.е. установления максимального пропускания) х1 значительно меньше времени формирования установившегося режима пропускания т2 (т.е времени переориентации директора в слое для данного напряжения). Из этого следует, что для нарушения рефракции под действием поля достаточно меньшей деформации директора, чем результирующая деформация директора в установившемся режиме для данного напряжения.

Исследование рефракции при напряжениях, многократно превышающих пороговое напряжение У=10-30В и Г = 25Гц (рис.8а,б), показало, что время деформации спиральной структуры директора под действием поля на порядки меньше времени ее восстановления. В установившемся режиме оптический сигнал (рис. 86,в) модулирован с удвоенной частотой управляющего поля, так как направление поворота директора не зависит от знака поля. Пропускание ячейки минимально при максимальной мгновенной амплитуде поля. И наоборот, когда амплитуда поля обращается в ноль, пропускание ячейки максимально. Возникшая при включении поля гомеотропная ориентация директора не успевает возвращаться в исходное состояние, так как процесс восстановления рефракции требует гораздо большего времени (около 700 мсек), чем период изменения поля (40 мсек).

и-

Рис.8. Оптический отклик ячейки на » « ^ , . , „, . д , импульс управляющего напряжения

|1|||1(1|^-ч/ V V'1 у' 1< VVу VV V \ при различной частоте fзаполнения

Л Л Л/\ лг

> I) I

\ импульса.

! а) управляющий импульс У=30 В, Г =

и-чЛЛАМЛААЛЛ

УШ\ЛЛЛ/\

25Гц

б) оптический отклик ячейки, Е11 п (Г = 25Гц, )

в) оптический отклик ячейки, Е11 п (Г= 100Гц)

\ г) оптический отклик ячейки, Е 11 п V_ (Г= 10 кГц)

При этом в пристеночных областях жидкого кристалла ориентация директора успевает следовать за полем [5]. При увеличение мгновенной амплитуды поля до максимума электрическая длина когерентности, т.е. размер переходной области от планарной ориентации на стенке до гомеотропной в объеме уменьшается до 0.15 мкм и образец практически по всей толщине становится гомеотропно ориентированным. При этом падающая световая волна с направлением вектора поляризации, параллельным директору на границе, становится обыкновенной и отражается вследствии явления ПВО. При уменьшении аплитуды поля область с планарной ориентацией увеличивается настолько, что падающая световая волна снова становится необыкновенной для пристеночных областей, входит внутрь слоя и проходит через его центральную, гомеотропно-ориентированную часть. Таким образом во время действия импульса поля режим полного внутреннего отражения

обыкновенной волны дважды за период поля сменяется режимом нарушенной рефракции необыкновенной волны. При увеличением частоты электрического поля переориентация директора в пристеночных слоях престает успевать следовать за полем, глубина модуляции уменьшается (рис.8в) и при частоте около 10 кГц во время действия импульса поля директор находится в фиксированном деформированном положении (рис.8г).

При выключении поля и восстанавлении исходной ориентации директора вид осцилляции интенсивности на рис.8 изменяется по сравнению с их видом при малых напряжениях (рис.76). На периодической зависимости интенсивности от времени связанной с изменением разности фаз интерферирующих волн, наблюдается нарушение монотонности изменения разности фаз интерферирующих волн (Рис. 86, обозначено стрелкой). Это нарушение можно объяснить возникновением обратного потока жидкого кристалла, временно отклоняющего директор в направлении исходного положения [5,7].

В работе также было проведено исследование оптических откликов ячейки при падении света на слой ЖК под разными углами, что позволило изучить динамику переориентации директора на различных расстояниях от границы слоя. Это исследование производилось для управляющих напряжений, больших 3.8 В. При меньших напряжениях и малой глубине проникновения света в слой деформация директора был недостаточна для нарушения условия рефракции. Времена восстановления спиральной структуры директора т определялись с использованием осциллограмм восстановления режима рефракции (рис.9).

Рис.9. Оптический отклик ячейки после выключения поля при разных глубинах (г) проникновения луча в слой.

а) импульс напряжения, V = 5В Г = 1 кГц.

б) оптический отклик, ъ = 8.7 мкм;

в) оптический отклик, г = 7.4 мкм;

г) оптический отклик, г = 5.1 мкм;

д) оптический отклик, г = 3.0 мкм;

е) оптический отклик, г= 1.7 мкм.

б-\-УУ\ ._Л-ЛЛЛМ№

Зависимость т от глубины проникновения луча в слой г для напряжения 5 В представлена на рис.10.

Из рис. 10 видно, что время восстановления структуры директора уменьшается при уменьшении глубины проникновения света в слой ЖК. Качественно такая зависимость может быть объяснена тем, что скорость восстановления исходной ориентации пропорциональна величине упругого момента, действующего на директор. Этот упругий момент максимален в той области слоя ЖК, где при выключения поля максимален градиент ориентации директора.

700 600 500 О 400 300 200 100

0-|-. , ■ 1-—,--,-,-—т—-1-—,--

123456789 I, мкм

Можно предположить, что именно поэтому время восстановления локальной исходной ориентации уменьшается с уменьшением расстояния от границы слоя [5].

Таким образом, исследование воздействия электрического поля на рефракцию света в спиральной структуре ЖК позволяет

изучать изменение поля директора и динамику его переориентации на различных расстояниях от границ раздела жидкий кристалл-стекло.

Выводы

1.Разработан новый метод определения направления локальной оптической оси ЖК на границах слоя на основе зависимости азимутов поляризации отраженной обыкновенной и прошедшей необыкновенной волн от угла наклона директора.

2. Создана установка для экспериментального определения угла наклона директора ЖК на границе раздела стекло - ЖК. Метод апробирован с использованием кристаллов исландского шпата и жидких кристаллов.

3.При исследовании влияния электрического поля на рефракцию света в геликоидальной структуре слоя ЖК с шагом спирали, многократно превосходящим длину световой волны установлено, что нарушение рефракции имеет пороговый характер. Значение оптического порога возрастает с увеличением частоты поля и увеличивается при уменьшении глубины проникновения света в слой.

4. В слое ЖК со спиральной структурой, при напряжениях, слабо превышающих пороговое, время нарушения рефракции (время достижения максимального пропускания света ячейкой) намного меньше времени полной переориентации директора. Рефракция нарушается при незначительном отклонении директора от исходного положения.

5. При напряжениях многократно превосходящих пороговое, и частотах электрического поля 25 -100 Гц, во время действия импульса поля режим нарушенной рефракции необыкновенной волны периодически сменяется режимом полного внутреннего отражения обыкновенной волны.

6. При уменьшением глубины проникновения необыкновенного луча в слой время восстановления исходной ориентации директора после выключения поля уменьшается.

7. Показано, что исследование влияния электрического поля на рефракцию необыкновенной волны в слое ЖК со спиральной структурой является эффективным

Рис.10. Зависимость времени восстановления рефракции т от г -глубины проникновения луча в слой ЖК. V = 5В, {= 1 кГц

методом изучения поведения директора на различных расстояниях от поверхности слоя.

Список цитируемой литературы:

[1] V. Frederilcs und V. Zwetkoff. Physikalische Zeitschrift der Sowetunion. 1934. Band 6. Heft 5.

[2] Аксенова E.B., Вальков АЛО., Каретников А.А, Ковшик A.II., Романов В.П., Рюмцев Е.И. ЖЭТФ. 2004. Т. 126. вып. 5(11). С. 1109.

[3] Аксенова Е.В., Каретников А.А, Ковшик А.П., Крюков Е.В., Романов В.П. // Опт. Спектр. 2008. Т. 104. вып. 6. С. 1001.

[4] Борн М., Вольф Э.. Основы оптики. М. : Наука, 1970, с.746

[5] Блинов JI.M.. Электро- и магнитооптика жидких кристаллов. 1978.М. Наука, с. 147

[6] Рюмцев Е.И., Полушин С.Г., Ковшик А.П., Адоменас П.В. Кристаллография. 1979. Т.24. вып. 3. С. 547.

[7] Shen S.-H., Yang C.-L. Appl. Phys. Lett. 2002. V. 80. P. 3721.

Основное содежание диссертационной работы изложено в следующих публикациях:

1. Каретников Н.А. Получение заданного угла наклона оптической оси на границах жидкокристаллического слоя методом натирания, Молодежная Научная Конференция «Физика и Прогресс», Санкт-Петербург, октябрь 2006 г., с 71.

2. Каретников А.А., Каретников Н.А., Ковшик А.П., Рюмцев Е.И. Поляриметрический метод определения угла наклона оптической оси на границах жидкокристаллического слоя. Опт. Спектр. 2007. Т. 103. вып. 4. С. 659.

3. Н.А.Каретников, А.А.Каретников, А.П.Ковшик, Е.И.Рюмцев. Исследование эффекта Фредерикса в хиральных жидкокристаллических структурах с большим шагом спирали. Сборник тезисов VII Международной научной конференции «Лиотропные жидкие кристаллы и наноматериалы». Иваново, 22-25 сентября 2009, с Л 71 г.

4. Каретников Н.А. Нарушение режима рефракции в киральном жидком кристалла под действием электрического поля. Сборник тезисов, Молодежная научная конференция «Физика и прогресс» 18-20 ноября 2009 г. Санкт-Петербург, стр.113.

5. А. А. Каретников, Н. А. Каретников, А. Г1. Ковшик, Е. И. Рюмцев, Е. В. Аксенова, Е. В. Крюков, В. П. Романов. Влияние элекрического поля на рефракцию света в слое кирального жидкого кристалла с блыиим шагом спирали. Опт. Спектр. 2010. Т. 108. вып. 6. С. 996.

6. А.А. Karetnikov, N.A. Karetnikov, А.Р. Kovshik, E.I. Rjumtsev. Polarimetric Validation of the Détermination of the Director Tilt Angle at the LC Interface Using Calcite Plates with the Known Position of the Optical Axis. Abstracts of XVIII International Conférence on Advanced Display Technologies, St.Petersburg, 27-31 September, 2010, p.

175.

.'О.И. 10. Фор-:аг *ГИ 1/15. Бумаге офсетная. Гарнитура Тайме. Печать цифровая. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 4973. Отпечатано в Отделе оперативной полиграфии Химического факультета СПбГУ 198504, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, Университетский пр., 26 Тел.: (812) 428-40-43,428-69-19

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Каретников, Никита Александрович

Введение.

Глава 1. Теоретический обзор.

§1.1 Рефракция света в однородно-ориентированных слоях ЖК с изменяющимся направлением директора.

§ 1.2 Методы получения наклонной ориентации директора жидкого кристалла на границах жидкокристаллического слоя

§1.3 Методы измерения угла наклона директора жидкого кристалла на границах жидкокристаллического слоя.

Глава 2. Поляриметрический метод измерения угла наклона директора

§2.1 Теоретические основы поляриметрического метода определения угла наклона директора ЖК

§2.2 Экспериментальная установка для определения угла наклона директора и результаты измерения углов наклона

Глава 3. Исследование влияния электрического поля на рефракцию света в слое кирального жидкого кристалла.

§3.1 Теоретическое рассмотрение влияния электрического поля на рефракцию света в слое жидкого кристалла с директора поворотом на 180 градусов.

§3.2 Жидкокристаллическая ячейка и экспериментальная установка для исследования влияния электрического поля на рефракцию света в слое кирального ЖК с поворотом директора на 180 градусов.

§3.3 Исследование влияния переменного синусоидального электрического поля на рефракцию необыкновенной волны в слое кирального ЖК с поворотом директора на 180 градусов. Выводы.

Введение диссертация по физике, на тему "Влияние электрического поля на рефракцию света в жидких кристаллах с неоднородным распределением директора"

Актуальность темы работы: В настоящее время активно развивается область физики конденсированного состояния, связанная с изучением и практическим применением жидких кристаллов (ЖК). Жидкокристаллическое состояние как промежуточная фаза между изотропной жидкостью и твердым кристаллом является уникальным объектом исследования благодаря способности жидких кристаллов легко изменять ориентационную структуру под действием внешних полей различной природы. Наиболее широко исследуются и используются в технике эффекты, связанные с изменением направления оптической оси ЖК под действием магнитного или электрического поля. Объектами исследований являются слои ЖК с различной ориентацией локальной оптической оси (директора).

В работе К.В. Фредерикса и В.Н. Цветкова [1] была создана спиральная структура поля директора в нематическом жидком кристалле (НЖК) при приложении магнитного поля к планарно ориентированному слою. Магнитное поле было направленно перпендикулярно директору и параллельно плоскости слоя. Напряженность магнитного поля была такой, что угол поворота директора в слое относительно исходной ориентации плавно менялся от 0° у поверхности до 90° в середине слоя. При достаточно больших углах падения света на такой слой был обнаружена рефракция света ("отражение") необыкновенного луча в середине слоя. Рефракция света также обнаружена внутри слоя кирального ЖК [2-5], распределение директора в котором аналогично структуре, полученной в ориентированном магнитным полем НЖК. В обоих случаях "отражение" света вызвано градиентом показателя преломления для необыкновенного луча. Градиент показателя преломления обусловлен пространственно модулированной структурой слоя ЖК (в отличие от хорошо известного явления рефракции световых лучей в атмосфере и изотропных жидкостях, где градиент показателя преломления вызывается градиентом плотности среды). Это явление в ЖК сравнительно малоизученно, и поэтому представляет фундаментальный интерес. Совершенно не изучено воздействие электрического поля на рефракцию ("отражение") света в спиральных жидкокристаллических структурах. Изучение влияния поля на рефракцию света в жидких кристаллах также представляет интерес в связи с исследованиями распространения света в пространственно модулированных жидкокристаллических структурах используемых в дисплейной технике.

В работе решены следующие основные задачи:

Научная новизна работы заключается в следующем:

Положения, выносимые на защиту:

1. Метод определения угла наклона локальной оптической оси ЖК на границах слоя.

3. Наблюдение изменения направления распространения необыкновенной волны в слое ЖК со спиральной структурой под действием электрического поля является эффективным методом изучения поведения директора на различных расстояниях от поверхности слоя. При уменьшении глубины проникновения необыкновенного луча в слой время восстановления исходной ориентации директора после выключения поля уменьшается.

Апробация работы:

Результаты работы представлялись на российских и международных конференциях: Молодежная Научная Конференция "Физика и

Прогресс, Санкт-Петербург, октябрь 2006 г., ноябрь 2009 г., 8-ой 8

Международной Конференции "Лиотропные жидкие кристаллы и наноматериалы " Иваново, сентябрь 2009 г., XVIII Международной дисплейной конференций SID 2010, Санкт-Петербург, 27 сенятбря-1 октября 2010.

Публикации: По теме диссертации опубликовано 2 статьи, тезисы 4-х докладов.

Структура и обьем работы:

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

Выводы

1. Разработан новый метод определения направления локальной оптической оси ЖК на границах слоя на основе зависимости азимутов поляризации отраженной обыкновенной и прошедшей необыкновенной волн от угла наклона директора.

3. При исследовании влияния электрического поля на рефракцию света в геликоидальной структуре слоя ЖК с шагом спирали, многократно превосходящим длину световой волны установлено, что нарушение рефракции имеет пороговый характер. Значение оптического порога возрастает с увеличением частоты поля и увеличивается при уменьшении глубины проникновения света в слой.

7. Показано, что исследование влияния электрического поля на рефракцию необыкновенной волны в слое ЖК со спиральной структурой является эффективным методом изучения поведения директора на различных расстояниях от поверхности слоя.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Каретников, Никита Александрович, Санкт-Петербург

1. де Жен П. Физика жидких кристаллов. М. Мир. 1977. 400с.

2. Блинов JI.M. Электро- и магнитооптика жидких кристаллов. 1978. М.: Наука, 384с.

3. Чандрасекар С. Жидкие кристаллы. 1980. М.: Мир. 344 с.

4. Де Жё В. Физические свойства жидкокристаллических вещества. 1982. Москва: Мир. 152с.

5. Капустин А.П. Экспериментальные исследования жидких кристаллов. 1978. М.: Наука. 368с.

6. Сонин A.C. Введение в физику жидких кристаллов. 1983. М: Наука. 318с.

7. Сухариер A.C. Жидкокристаллические индикаторы. М.: Радио и связь, 1991,256 с.

8. Гребенкин М.Ф., Иващенко A.B. Жидкокристаллические материалы. -М.: Химия, 1989. 288 с.

9. Васильев A.A., Касасент Д, Компанец И.Н., Парфенов A.B. Пространственные модуляторы света. — М.: Радио и связь, 1987, 320 с.

10. Беляков В.А., Сонин A.C. Оптика холестерических жидких кристаллов. 1982. М: Наука. 360с.

11. Stephen M.J., Straley J.P. Physics of liquid crystals. Rev. of Mod. Phys. 1974. V. 46. №4. P.617

12. Беляев B.B. Вязкость нематических жидких кристаллов. 2002. М.: Физматлит. 222с.

13. Кац И. Е., Лебедев В.В. Динамика жидких кристаллов. 1988. М.: Наука. 144 с.

14. V. Frederiks und V. Zwetkoff. Uber die orientirung der anisotropen Flusigkeiten in dünnen schihten und die messung eihiger ihre elastischen eigenschaftenccharaterisirenden konstatnten, Physikalische Zeitschrift der Sowetunion. 1934. Band 6. Heft 5.

15. M. Warenghem, D. Louvergneux, F. Simoni. Experimental results on the director distribution in hybrid nematic films using A.T.I.R. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1996. V. 282, P. 235-258.

16. Аксенова E.B., Вальков А.Ю., Романов В.П. Особенности оптических свойств геликоидальных жидких кристаллов с большим шагом спирали, Опт. Спектр. 2001. Т. 91. вып. 6. С. 1030.

17. Е. V. Aksenova, A. Yu. Val'kov, V.P. Romanov. Specific features of optical properties of helical liquid crystals with a large helix pitch. Optics and Spectroscopy. 2001. V. 91. P. 969-981.

18. Аксенова E.B., Вальков А. Ю., Каретников A.A., Ковшик А. П., Романов В. П., Рюмцев Е. И. Особенности рефракции необыкновенного луча в геликоидальной среде с большим шагом спирали. ЖЭТФ. 2004. Том 126. Вып 5(11). Стр. 1109-1122.

19. Aksenova E.V. Karetnikov A.A., Kovshik A.P., Romanov V.P., Val'kov A. Yu. Return back of the extraordinary beam for oblique incidence in helical liquid crystals with large pitch. Europhysics Letters. 2005. V. 69. P. 68-74

20. Аксенова E.B., Каретников A.A, Ковшик А.П., Крюков E.B., Романов В.П. Прохождение света через запрещенную зону в киральных средах. Опт. Спектр. 2008. Т. 104. вып. 6. С. 1001.

21. Aksenova E.V., Karetnikov А.А., Kovshik А.Р., Krykov E.V., Romanov V.P. Light propagation in chiral media with large pitch. Journal of the Optical Society of America A: Optics and Image Science, and Vision. 2008. V. 25(3), PP.600-608

22. Кан Ф., Тейлор Г., Шонхорн Г. Методы ориентации жидких кристаллов поверхностью подложки. Труды института инженеров электроники и радиотехники. 1973. Т.61. №7. С.28.

23. Castellano J.A. Surface ahchoring of liquid crystal molecules at various substrates. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1983. V. 94. №1-2. P. 33-41.

24. Коньяр Ж. Ориентация нематических жидких кристаллов и их смесей. 1986. Минск: Университетское. 104 с.

25. Лукьянченко Е.С., Козунов В.А., Григос В.И. Ориентация нематических жидких кристаллов. Успехи химии. 1985. Том LIV. Вып 2. С. 214-238.

26. Матвеенко В.Н., Кирсанов Е.А. Поверхностные явления в нематических жидких кристаллах. Успехи химии. 1986. Том LV. Вып 8. С. 1319-1342.

27. Матвеенко Е.Н., Кирсанов Е.А. Поверхностные явления в жидких кристаллах. 1991. М.-Изд. МГУ. 272 с.

28. Невская Г.Е., Томилин М.Г., Чигринов В.Г. Достижения в ориентации жидких кристаллов. 2009. Жидкие кристаллы и их практ. использов. Вып. 1. С. 5-23.

29. Shtor. J., Samant M.G., Cossy-Favre A., Diaz J., Mamoi Y., Odahara S., Nagata T. Microscopic origin of liquid crystal alignment on rubbed polymer surfaces. Macromolecules. 1998. V. 31. P. 1942-1946.

30. Дядюша А.Г., Козенков B.M., Марусий Т.Я., Резников Ю.А., Решетняк В.Ю., Хижняк А.И. Светоиндуцированная планарная ориентация нематического жидкого кристалла на анизтропной поверхности без микрорельефа. Укр. Физ .Журнал. 1991. Т. 36. N7. С. 1059-1061.

31. A. Dyadyusha, A. Khizhinyak, Т. Marusii, Yu. Reznikov, О. Yaroshchuk, V. Reshetnyak, W. Park, S. Kwon, H. Snin, O. Kang. An oblique orientation of nematic liquid crystals on a photosensitive aligning ploymer. 1995. MCLC. V. 263. PP. 399-413.

32. Jacob Y.L. Ho, V.G. Chigrinov, H.S. Kwok. Variable liquid crystal pretilt angles by photoalignment of a mixedpolymide aligment layer. Appl. Phys. Lett. 2007. V. 90. P. 243506.

33. Dowon A., Yong-Cheol J., Seongwoo L., Lihye L., Yongjoon H., Jung-Ki P. Control of liquid crystal pretilt angles by using organic/inorganic hybrid interpenetrating networks. Optics Express. 2009. V. 17. N. 19. P. 16603.

34. Исаев M.B., Онохов А.П. Лазерное напыление в технологии создания жидкокристаллических устройств. Оптический журнал. 2001. Т. 68. В. 9. С. 83-88.

35. J. Cliff Jones et al., Novel bistable liquid crystal displays based on gratig alignment. Liquid crystal materils, devices and flat panel displays. Proceedings of SPIE, 2000. V. 3955. 0277-786X.

36. Палто С.П. Электро-оптика и фотоника жидких кристаллов. УФН. 2005. С. 784

37. D.W. Berreman. Solid Surface Shape and the Alignment of an Adjacent Nematic Liquid Crystal 1972. Phys. Rev. Lett., V. 28., N.26. P. 1683-1686

38. Berreman D.W. Alignment of Liquid Crystals by Grooved Surfaces. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1973. V. 23. P. 215-231.

39. W.R. Heffher, D.W. Berreman., M.Sammon, S.Meiboom. Liquid crystal alignment on surfactant treated obliquely evaporated surfaces. Appl. Phys. Lett. 1979. V. 36. P. 144-146.

40. F.S. Yeung, F.C. Xie, H.S. Kwok, J.T. Wan, O.K.Tsui, P.Sheng. Fast-response no-bias-bend liquid crystal displays using nanostructured surfaces. Society for Info. Disp. Symp. Digest. 2005.V. 36. P. 1080

41. F.S. Yeung, J.Y. Ho, Y.W. Li, F.C. Xie, O.K.Tsui, P.Sheng, , H.S. Kwok. Controlling pretilit angles of liquid crystal using mixed polyimide alignment layer. 2006. Appl. Phys. Lett. V. 88. P. 124506.

42. F.S. Yeung, F.C. Xie, J.T. Wan, F.K. Lee, O. K. C. Tsui, P.Sheng, , H.S. Kwok.Liquid crystal pretilt angle control using nanotextured surfaces. J. Appl. Phys. 2006. V. 99. P. 124506.

43. J.T. Wan, K.Tsui, P.Sheng, , H.S. Kwok. Liquid crystal pretilt angle control using inhomogenous surfaces. Phys. Rev. E., 2005. V. 72.

44. Z. Meng, M. Wong. Active-matrix organic light-emitting diode displays realized using metal induced unilaterally crystallized polycrystalline silicon thin-films transistors. IEEE Trans. Elec. Dev. 2002. V. 49. N.6. P.991.

45. Lien S.-C. A., Chauhari P., Lacey J.A., John R.A., Spiedel J.L. Active-matrix display using ion-beam-processed polyimide film for liquid crystal alignment. IBM Journal of Research and Development. 1998. Vol. 42. Numbers 3 / 4.

46. Doyle J.P., Chaudhari EA., Galligan E.A. et al. Ion beam aligment for liquid crystal dysplay fabrication. Nuclear Instruments and Methods in Physics Reserch B. 2003. V. 206. P. 467-471.

47. Коншина E.A., Толмачев B.A., Вангонен Е.И., Фаткулина JI.A. Исследование свойств плазменно-полимеризованных слоев и влияния их на ориентацию нематических жидких кристаллов. Оптический журнал. 1997. Т. 64. №5. С. 35-40.

48. Konshina Е.А., Tolmachiev V.A., Vangonen A.I., Onokhov A.P. Novel alignment layers produced by CVD technique from hydrocarbon plasma. Procc. SPIE: 1997s V. 3015. P. 52-60.

49. Vangonen A.I., Konshina E.A. ATR-IR spectroscopy study of NLC orientation at the plasma-polymerized layers surface Mol. Ciyst.& Liq. Cryst. 1997 V. 304. P. 507-512.

50. Исаев B.A., Коншина E.A., Онохов А.П., Туровская Т.С. Влияние структуры поверхности конденсированных слоев на ориентацию жидких кристаллов. ЖТФ. 1995. Т. 65. №10. С. 175-179.

51. М.Борн, Э.Вольф . Основы оптики. М. : Наука, 1972. 855с.

52. Дитчберн Р. Физическая оптика. 1965. М.: Наука.

53. Бутиков Е.И. Оптика. 2003. Санкт-Петербург. 479 с.

54. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. Физматлит. Москва. 2001.

55. Scheffer, T.J., Nehring, J. Accurate determination of liquid-crystal tilt bias angles. J. Appl. Phys. 1977. V.48. P. 1783.

56. Lee, S.H., Gwag, J.S., & Park, K.-H. Pretilt Angle Measurement Method for Twisted Nematic Cells with Low Cell-Gap. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2004. V. 412. P.321.

57. Moreau O., Leraux Т., Fast and accurate measurement of liquid crystal tilt bias angle with ELDIM EZ Contrast system. Proceedings of SPIE, the International Society for Optical Engineering. 1999. Vol. 3826, P. 236-241

58. Jin Gwag. Seo Lee. Kyoung Ho-Park. Won Park. Kwan-Young Han. Tae-Hoon Yoon. Jae Kim. Kwan-Young Han. Tae-Hoon Yoon. Jae Kim. High pretilt angle measurement by extended crystal rotation method. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2004. Vol. 412. P. 331-337.

59. G. Baur, G., Wittver, V., Berreman D.W. Determination of the tilt angles at surfaces of substrates in liqiud crystal cells. Phys. Lett., 1976. V. 5 6 A, 142

60. Kosmowski B.B., Becker M.E., Cremers R.A., Mlynski D.A. Tilt bias angle measurement with improved sensibility. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1981. V. 72. №1. P. 17-25.

61. Некрасов Г.JI. Измерение среднего угла наклона молекул в локализованных участках жидкокристаллической ячейки. Изв. АН БССР сер. физ.-мат. наук. 1981. №6. С. 114-118.

62. Nishioka, Т., Kurata, Т. Novel Pretilt Angle Measurement Method for Twisted-Nematic Liquid-Crystal Cells by Apparent Retardation • Measurement Jpn. J. Appl. Phys., 2001. V. 40. 6017.

63. Hwang S., Lin S.-T. and Chun-Hung Lai. A novel method to measure the cell gap and pretilt angle of a reflective liquid crystal display. Optics Comm. 2006. Y.260. Issue 2. P. 614-620.

64. Li, Y.W. Ho, J.Y.L. Yeung, F.S.Y. Kwok, H.S. Simultaneous Determination of Large Pretilt Angles and Cell Gap in Liquid Crystal Displays. Disp. Technology. 2008. V. 4. Issue 1. P 13-17.

65. Smalyukh I.I., Shyanovskii S.V., Lavrentovich O.D. Chem. Phys. 2001. V. 336. P. 88-96.

66. Smalyukh I.I., Senuyk B.I., Shyanovskii S.V. et al. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2006. V. 450. P. 79-95.

67. Коншина E.A., Федоров M.A., Амосова Л.П. Определение угла наклона директора и фазовой задержки жидкокристаллических ячеек оптическими методами. Оптический журнал. 2006. Т. 73. №12, С.9.

68. Mizunoya, К., Kawamoto, М., & Matsumoto, S. Spring Meeting of the Japan Society of Applied Physics. 1978. Paper № 29, part-G.9, 214.

69. Sinha, G. P., Wen, В., & Rosenblatt C. Large, continuously controllable nematic pretilt from vertival orientation. Appl.Phys., 2001. V. 79, 2543.

70. Z. Huang, С. Rosenblatt. Large polar pretilit for the liquid crystal homologous series alkycyanobiohenyl. Appl. Phys. 2004. Lett. V. 86. 011908.

71. Каретников H.А. Получение заданного угла наклона оптической оси на границах жидкокристаллического слоя методом натирания, Молодежная Научная Конференция "Физика и Прогресс, Санкт-Петербург, октябрь 2006 г. с 71.

72. Каретников А.А., Каретников Н.А., Ковшик А.П., Рюмцев Е.И. Поляриметрический метод определения угла наклона оптической оси на границах жидкокристаллического слоя. Опт. Спектр. 2007. Т. 103. вып. 4. С. 659.

73. Аксенова Е.В., Вальков А.Ю., Романов В.П., Распространение и рассеяние света в слоистых средах. Опт. Спектр. 2001. Т.91. вып. 6. С 1030.

74. Reviere D., Levy Y. Imbert С. Determination of liquid crystal refractive indices from critical angle measurements. Opt. Communication. 1978. V. 25., N.2, P. 206

75. Reviere D., Levy Y. Imbert C. Determination des angles d'obliquité d'un cristal liquide en phase nematique au voisinaged'une surface. Opt. Communications. 1978. Y. 26. N.2 P. 225.

76. Akiyama Ryichi., Abe Shigehari, Fubuda Atsuo, Kuze Eiichi. Determination of tilt bias angles in nematic liquid crystal cell by observing angular dependence of rayleigh line intensity. Jap. J. Appl. Phys. 1982. P. 2. V. 21. №5. P. 266-268.

77. Аззам P., Башара H. Элипсометрия и поляризованный свет. М.: Мир. 1981.583с.

78. M.C. Mouguin, Bull. Soc. Franc. Miner. Cryst. Sur les cristaux liquides deLehmann. 1911. V. 34, P. 71-117

79. Shen S.-H., Yang C.-L. Dynamics of twisted nematic liquid crystal pi-cells. Appl. Phys. Lett.2002. V. 80. P. 3721.

80. Рюмцев Е.И., Полушин С.Г., Ковшик А.П., Адоменас П.В. "Молекулярная механика диэлектрической поляризации и ее релаксации в нематических жидких кристаллах". 1979. Крист., Т.24, В.З, С. 547-552.