ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ГЛАВНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ОСИ СПИРАЛЬНОЙ НАНОСТРУКТУРЫ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЖИДКОГО КРИСТАЛЛА В ПЛАНАРНО- ОРИЕНТИРОВАННОЙ ДИСПЛЕЙНОЙ ЯЧЕЙКЕ

В известной дисплейной ячейке с нематическим жидким кристаллом (НЖК) и встречно- штыревыми электродами на одной из стеклянных подложек реализуется режим переключения «In-Plane Switching» (IPS), при котором главная оптическая ось НЖК переориентируется в параллельной подложкам плоскости, обеспечивая наиболее корректную цветопередачу при разных углах обзора, вплоть до 178 ° пo горизонтали и вертикали. К сожалению, создание гребенки металлических электродов усложняет и удорожает технологический процесс и вызывает ухудшение контрастности изображения. В то же время экспериментальные результаты и расчеты, основанные на классической электрооптике кристаллов, свидетельствуют, что электрооптическое переключение в режиме IPS является естественной и неотъемлемой особенностью обычной (со сплошными электродами) дисплейной ячейки с планарно-ориентированным слоем сегнетоэлектрического жидкого кристалла (СЖК), в котором реализуется эффект деформированной электрическим полем спиральной наноструктуры СЖК (DHF-эффект). В такой ячейке переориентация главной оптической оси под воздействием слабого электрического поля тоже происходит в плоскости подложек, если СЖК имеет малый шаг (около 100 нм и менее) и большой угол наклона молекул в слое (около 38 ° и более). Измеренные в данной работе зависимости коэффициента пропускания света СЖК-ячейкой подтвердили достижение электрооптического режима IPS в ячейке DHF СЖК, причем частота модуляции света составила 1 кГц. Таким образом, при сохранении всех достоинств IPS-режима, известных в НЖК, реализация его в СЖК позволяет дополнительно получить технологические преимущества и многократный выигрыш в частоте модуляции.

1. Oh-E M., Kondo K. Electro-optical characteristics and switching behavior of the in-plane switching mode. Appl. Phys. Lett. 1995; 67: 3895. DOI: 10.1063/1.115309.

2. Oh-E M., Kondo K. Response mechanism of nematic liquid crystals using the in-plane switching mode. Appl. Phys. Lett. 1996; 69: 623. DOI: 10.1063/1.117927.

3. Oh-E M., Kondo K. The in-plane switching of homogeneously aligned nematic liquid crystals. Liq. Cryst. 1997; 22: 379. https://doi.org/10.1080/026782997209090.

4. Oh-E M., Yoneya M., Ohta M., Kondo K. Dependence of viewing angle characteristics on pretilt angle in the in-plane switching mode. Liq. Cryst. 1997; 22: 391. https://doi.org/10.1080/026782997209108.

5. Beresnev L.A., Chigrinov V.G., Dergachev D.I., Pozhidaev E.P., Funfshilling J., Schadt M. Deformed helix ferroelectric liquid crystal display – a new electrooptic mode in ferroelectric smectic C* liquid crystals. Liq. Cryst. 1989; 5: 1171. https://doi.org/10.1080/02678298908026421.

6. Pozhidaev E., Torgova S., Minchenko M., Yednak C. A. R., Strigazzi A., Miraldi E. Phase modulation and ellipticity of the light transmitted through a smectic C* layer with short helix pitch. Liq. Cryst. 2010; 37: 1067. http://dx.doi.org/10.1080/02678292.2010.486482.

7. Kiselev A.D., Pozhidaev E.P., Chigrinov V.G., Kwok H.S. Polarization-gratings approach to deformedhelix ferroelectric liquid crystals with subwavelength pitch. Phys. Rev. E. 2011; 83: 031703. DOI: 10.1103/PhysRevE.83.031703.

8. Kotova S.P., Samagin S.A., Pozhidaev E.P., Kiselev A.D. Light modulation in planar aligned short-pitch deformed-helix ferroelectric liquid crystals. Phys. Rev. E. 2015; 92: 062502. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevE.92.062502.

9. Kesaev V.V., Kiselev A.D., Pozhidaev E.P. Modulation of unpolarized light in planar-aligned subwavelength-pitch deformed-helix ferroelectric liquid crystals, Phys. Rev. E. 2017; 95: 032705. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.95.032705.

10. Pozhidaev E.P., Schrivastava A.K., Kiselev A.D., Chigrinov V.G., Vashchenko V.V., Krivoshey A.I., Minchenko M.V., Kwok H.S. Enhanced orientational Kerr effect in vertically aligned deformed helix ferroelectric liquid crystals, Optics Letters. 2014; 39: 2900. http://dx.doi.org/10.1364/OL.39.002900.

11. Hubert P., Jägemalm P., Oldano C., Rajteri M. Optic models for short-pitch cholesteric and chiral smectic liquid crystals. Phys. Rev. E. 1998; 58: 3264. https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.58.3264.

12. Mikhailenko V., Krivoshey A., Pozhidaev E., Popova E., Fedoryako A., Gamzaeva S., Barbashov V., Srivastava A., Kwok H., Vashchenko V. The nano-scale pitch ferroelectric liquid crystal materials for modern display and photonic application employing highly effective chiral components: Trifluoromethylalkyldiesters of p-terphenyldicarboxylic acid. Journal of Molecular Liquids, 2019; 281:186. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.02.047.