КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ТОНКИХ ЖК ЯЧЕЕК С АНТИСИММЕТРИЧНЫМИ УГЛАМИ ПРЕДНАКЛОНА НА ОРИЕНТИРУЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЯХ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ЭНЕРГИЯХ СЦЕПЛЕНИЯ МОЛЕКУЛ ЖК НА ГРАНИЦАХ

Цель работы - проведение с помощью компьютерного моделирования исследования влияния значений углов преднаклона и энергии сцепления молекул ЖК в тонких ячейках с различными углами закрутки структуры при антисимметричных граничных условиях на их оптические и динамические характеристики. В результате показано, что увеличение значений углов преднаклона молекул ЖК на ориентирующих поверхностях ячеек приводит к незначительному росту контрастного отношения в ЖК ячейках с углами закрутки, равными 0°, 90° и 270°, при незначительном изменении полного времени срабатывания таких ячеек. В ЖК ячейках с углом закрутки структуры 180° увеличение значения угла преднаклона приводит к уменьшению контрастного отношения и одновременному росту полного времени срабатывания таких устройств. В то же время уменьшение энергии сцепления в тонких ЖК ячейках с антисимметричными граничными условиями приводит к увеличению полного времени срабатывания таких модуляторов для всех углов закрутки структуры ЖК. Однако для различных углов закрутки структуры ЖК контрастное отношение с уменьшением энергии сцепления молекул ЖК с подложками ведет себя другим образом. Так, для структур с углами закрутки 180° и 270° контрастное отношение тонких ЖК ячеек с уменьшением энергии сцепления существенно уменьшается, а для структур с углами закрутки 0° и 90° с уменьшением энергии сцепление контрастное отношение незначительно растет.

жидкий кристалл, моделирование, граничные условия

1. Беляев В. В., Островский Б. И., Пикина Е. С. 14-я Европейская конференция по жидким кристаллам (ECLC-2017), 25-30 июня 2017, Москва // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2018. Т. 18. № 1. С. 84-94.

2. Display Search: 3D DisplayTechnology and Market Forecast Report, January 2010 [Электронный ресурс]. URL: https://www.yumpu.com/en/document/read/48202518/3d-display-technology-and-market-forecast-report-displaysearch (дата обращения: 20.05.2019)

3. Bos P. J., Koehler/Beran K. R. The π-cell: A fast liquid-crystal optical-switching device // Molecular Crystals and Liquid Crystals. 1984. Vol. 113. P. 329-339.

4. Симоненко Г. В. Жидкокристаллический модулятор на основе твист-ячейки с антисимметричными граничными условиями. Заявка на полезную модель № 2019106704. Приор. от 11.03.2019 [Электронный ресурс]. URL: https://patents.s3.yandex.net/RU191765U1_20190821.pdf (дата обращения: 20.05.2019).

5. Симоненко Г. В., Студенцов С. А., Ежов В. А. Выбор оптимальной конструкции оптического затвора на π-ячейке // Оптический журнал. 2013. Т. 80. № 9. С. 18-22.

6. Lipton L., Tilton M. Fast switching 270o twist nematic liquid crystal device and eyewear incorporating the device. Patent US 5327269, 1994 [Электронный ресурс].URL: https://patentimages.storage.googleapis.com/39/41/56/d10f69283db7b5/US5327269.pdf (дата обращения: 20.05.2019).

7. Студенцов С. А., Брежнев В. А., Ежов М. А. Артефакты в быстродействующих ЖК-затворах на STN эффекте для активных 3D очков и их устранение коррекцией режима управления // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика. 2015. № 2. С. 132-137.

8. LCD-design: universal system for computer simulation and optimization of electrooptical devices on the base of liquid crystal / Yakovlev D. A., Simonenko G. V., Tsoy V. I., Chigrinov V. G., Khokhlov N. A., Pdyachev Yu. B. // Proceedings of SPIE. Vol. 4705. Saratov Fall Meeting 2001: Coherent Optics of Ordered and Random Media II (Saratov, 2-5 October, 2011) / ed. D. A. Zimnyakov. SPIE, 2011. P. 255-263.

9. Проектирование ЖК - устройств отображения информации / Финкель А. Г., Цой В. И., Симоненко Г. В., Яковлев Д. А. // Электронная промышленность. 2000. №2. С. 11-16.

10. The optimization of LCD electrooptical behavior using MOUSE-LCD software / Chigrinov V. G., Simonenko G. V., Yakovlev D. A., Podjachev Yu. B. // Molecular Crystals and Liquid Crystals. 2000. Vol. 351. P. 17-25.

11. Experimental and theoretical study of optical characteristics of LC shutter on π-cells / Sevostianov V. P., Simonenko G. V., Brezhnev V. A., Studentsov S. A., Yakovlev D. A. // Photonics and Optoelectronics. 1997. Vol. 4. No. 4. P. 139-146.

12. Симоненко Г. В. Анализ различных конструкций оптического жидкокристаллического затвора // Оптический журнал. 2014. Т. 81. № 10. С. 50-55.

13. Chigrinov V. G., Kozenkov V. M., Kwok H. S. Photoalignment of liquid crystalline materials: Physics and applications. Great Britain: John Wiley & Sons, 2008. 248 p.

14. One Methylene Group in the Side Chain Can Alter by 90 Degrees the Orientation of a Main-Chain Liquid Crystal on a Unidirectional Substrate / Odarchenko Ya., Defaux M., Rosenthal M., Akhkiamova A., Bovsunovskaya P., Melnikov A., Rodygin A., Rychkov A., Gerasimov K., Anokhin D. V., Zhu X., Ivanov D. I. // ACS Macro Letters. 2018. Vol. 7. Iss. 4. P. 453-458.

15. Dadivanyan A. K., Noah O. V., Pashinina Yu. M. Anchoring Energy of Liquid Crystals // Molecular Crystals and Liquid Crystals. 2012. Vol. 560. P. 108-114.

16. Влияние параметра порядка на энергию сцепления жидких кристаллов / Дадиванян А. К., Чаусов Д. Н., Ноа О. В., Беляев В. В., Чигринов В. Г., Пашинина Ю. М. // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2012. Т. 142. № 6. С. 1253-1257.

17. Сухариер А. С. Жидкокристаллические индикаторы. М.: Радио и связь, 1991. 256 с.

18. Chigrinov V. G. Liquid crystal devices: Physics and applications. Boston-London: Artech House, 1999. 359 p.

19. Симоненко Г., Тучин В., Зимняков Д. Оптические характеристики жидкокристаллических и биологических сред. Leipzig: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co.KG., 2010. 210 с.

20. Симоненко Г. В. Влияние углов преднаклона молекул ЖК на ориентирующих подложках на характеристики ЖК модулятора на основе π-ячеек // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2018. Т. 18. № 3. С. 26-36.

21. Симоненко Г. В., Студенцов С. А., Ежов В. А. Ахроматичность ЖК-модулятора для 3D приложений // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2015. Т. 15. № 3. С. 82-90.

22. Симоненко Г. В. Оптические характеристики жидкокристаллических модуляторов на основе эффекта управляемого электрическим полем двойного лучепреломления в различных планарных структурах малой толщины // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 1. С. 3-11.

23. Шашлов А. Б., Уварова Р. М., Чуркин А. В. Основы светотехники. М.: МГУП, 2002. 278 с.

24. Симоненко Г. В., Брежнев В. А., Студенцов С. А. Компьютерное моделирование оптического отклика жидкокристаллического дисплея при высоких управляющих напряжениях. Часть 1. Динамика оптического отклика в зависимости от конструктивных параметров дисплея // Оптический журнал. 2003. Т. 70. № 7. С. 42-45.

25. Rapini A., Papoula M. J. Distorsion d’une lamelle nйmatique sous champ magnйtique conditions d’ancrage aux parois // Journal de Physique Colloques. 1969. Vol. 30. No. C4. P. 11-12.

26. Tsoy V. I. Freedericsz Transition Dynamics in a Nematic Layer with a Surface Viscosity // Molecular Crystals and Liquid Crystals. 1995. Vol. 264. P. 51-56.