Влияние рельефа поверхности и свойств тонких пленок аморфного углерода на ориентацию и оптические характеристики жидкокристаллических ячеек

• Автор: Гавриш, Екатерина Олеговна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 103 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Обозначения и сокращения

ВВЕДЕНИЕ

I Глава ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Способы ориентации жидких кристаллов

1.2 Ориентирующие слои на основе аморфного гидрогенизированного углерода

1.3 Создание анизотропии поверхности углеродных пленок с помощью обработки её ионными пучками

1.4 Воздействие УФ излучения на поверхность а-С:Н слоев

1.5 Влияние на характеристики ЖК устройств порога электрооптического эффекта

I Влияние на электрооптические

характеристики ЖК устройств добавления в них твердых наночастиц

Выводы
II Глава ФОРМИРОВАНИЕ АНИЗОТРОПИИ
ПОВЕРХНОСТИ ТОНКИХ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ
АМОРФНОГО УГЛЕРОДА С ПОМОЩЬЮ УФ
ИЗЛУЧЕНИЯ
2.1 Получение ориентирующих слоев аморфного гидрогенизированного углерода
2.2 Исследование воздействия неполяризованного УФ излучения на а-С:Н слои
2.3 Исследование воздействия поляризованного УФ излучения на слои а-С:Н
2.4 Механизмы взаимодействия УФ излучения с прозрачными конденсированными средами
2.5 Расчет мощности УФ излучения, необходимой для создания на поверхности

образцов пленки канавок, глубиной менее 100 нм
2.6 Формирование анизотропии поверхности
электродного слоя с помощью УФ излучения
Выводы
III Глава ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК ЯЧЕЕК С НЕМАТИЧЕСКИМ
ЖИДКИМ КРИСТАЛЛОМ И ОРИЕНТИРУЮЩИМ
СЛОЕМ а-С:Н
3.1 Модуляция света в слое нематического ЖК
3.2 Методики определения электрооптических характеристик
3.3 Электрооптический эффект Фредерикса и влияние на него свойств НЖК и ориентирующего слоя
3.4 Экранирующий эффект ориентирующего слоя а-С:Н
3.5 Влияние ориентирующего а-С:Н слоя на динамику оптического отклика ЖК ячеек
3.6 Влияние на оптические и электрические характеристики ячеек с нематическим жидким кристаллом добавления полупроводниковых квантовых точек С<18е/гп8
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
УФ - ультрафиолетовое излучение
а-С:Н (amorphous hydrogenated carbon) - аморфный гидрогенизированный углерод
ЖК - жидкий кристалл
CVD (chemical vapor deposition) — химическое осаждение паров
МНПВО - многократно нарушенное полное внутреннее отражение
ПИ - полиимид
ИК - инфракрасное излучение
ППС - плазменно-полимеризованные слои
DLC (diamond-like carbon) - алмазоподобный углеродный слой
КР - комбинационное рассеяние
НЖК - нематический жидкий кристалл
КТ - квантовые точки
ITO (indium tin oxide) - оксид индия и олова
LC (liquid crystal) - жидкий кристалл
AL (alignment layer) - ориентирующий слой
bend-деформация - деформация продольного изгиба
луз/оу-деформация - деформация поперечного изгиба
ДЧЖК - двухчастотный жидкий кристалл
ВЧ - высокочастотные колебания
НЧ - низкочастотные колебания
Qp - начальный угол наклона директора ЖК
т - длительность импульса лазерного излучения
d - толщина пленки
Fth - порог абляции
/ - время воздействия излучения
а - температуропроводность материала
W- энергия сцепления
Дб - диэлектрическая анизотропия

кристалла. Несмотря на то, что добавка нанотрубок и фуллеренов может изменять коэффициенты упругости в объеме ЖК, значительное уменьшение порогового напряжения в ячейке, легированной углеродными нанотрубками, в первую очередь, связано с увеличением диэлектрической анизотропией (Де>0).
На рис. 1.7, б показан У-Т гистерезис, возникающий в результате эффекта экранирования полем ионных зарядов. Очевидно, что в ячейке, легированной С6о, обнаруживается большое смещение напряжения. Изменения незначительны для ячейки, допированной нанотрубками, по сравнению с характеристиками гистерезиса для ячейки с “чистым” ЖК. Повтор экспериментов с различным количеством вводимых компонентов показал, что ширина У-Т гистерезиса ячеек с углеродными нанотрубками приблизительно такая же, как и для “чистого” ЖК [28]. Прикладываемое напряжение уменьшалось в зависимости от размеров частиц и их концентрации. Максимальное снижение порогового напряжения наблюдалось для концентрации, равной 25%.
Исследования ориентации жидкого кристалла и электрооптических свойств образцов, в зависимости от размеров, покрытия и концентрации наноточек, введенных в нематический ЖК [27], показали, что добавление СйБе наночастиц в концентрации от 1 до 2% способствует гомеотропному (вертикальному) выравниванию нематического ЖК, а при концентрации 1% к планарной ориентации. Напротив, наноточки СсГГе приводят преимущественно к планарному выравниванию нематического ЖК и индуцируют гомеотропную ориентацию ЖК при концентрациях больше 2%. Добавление всех видов квантовых наночастиц способствует уменьшению порогового напряжения и коэффициента упругости поперечной деформации ЖК {Ки).
Одним из распространенных типов полупроводникового материала являются наночастицы Сб8. Капсулированные Сйв наночастицы со средним размером 3-5 нм вводились в НЖК на основе цианобифенолов 5СВ в