Способ гомеотропной ориентации смектических жидких кристаллов Советский патент 1982 года по МПК G02F1/13 

ти относительно другой поверхности при температуре смектической фазы до полного просветления жидкокристаллического вещества в плоском капилляре, после чего производят герметизацию капилляра. В результате сдвига получается однородно ориентированная по всей поверхности капилляра строго упорядоченная текстура жидкого кристалла с улучшенными электрооптическими характеристиками, например пропускание при этом возрастает на 10-12%.

Наиболее же важным с точки зрения применения в реверсивной термооптической записи является возможность повышения быстродействия процесса ориентации при одновременном упрощении способа. Повышение быстродействия и упрощение способа осуществляется за счет того, что по предлагаемому способу нет необходимости нагрева жидкокристаллического вещества до температуры изотропной жидкости и последующего медленного охлаждения до температуры мезофазы. Упрощение способа заключается также в том, что по предлагаемому способу не нужно специально обрабатывать опорные поверхности плоского капилляра (химическая обработка ориентации, вакуумное напыление, добавление примесей, приложение постоянных или переменных электрических полей и т. д.).

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

На тщательно очищенную толуолом, ацетоном, спиртом и промытую в хромпике опорную поверхность из стекла накладывают майларовые или тефлоновые прокладки, обеспечивающие заданную толщину зазора плоского капилляра, и нанося жидкий кристалл, например 4-н-октил-4-цианодифенил. Жидкий кристалл покрывают второй опорной поверхностью, очищенной таким же образом. Затем опорные поверхности сжимают, при этом получается плоский капилляр с толщиной зазора в толщину прокладки.

Неориентированная текстура жидкого крист.алла, полученная после заправки плоского капилляра, представлена на чертеже.

На просвет такая текстура полностью рассеивает падающий на нее свет. После этого производят сдвиг одной опорной поверхности относительно другой до полного просветления жидкокристаллического вещества в плоском капилляре. Сдвиг возможен как путем поворота одной опорной поверхности относительно другой, так и путем параллельного смещения одной поверхности относительно другой. Прозрачность плоского капилляра свидетельствует о получении гомеотропной ориентации. Затем опорные поверхности склеиваются эпоксидной смолой или клеем ПВА. После высыхания клея плоский капилляр готов к работе. При необходимости многократного получения ориентации плоский капилляр не

склеивается, а закрепляется в держателе. Если в качестве опорных поверхностен используются полированные щелочногалоидные монокристаллы KI, КС1, КВг, необходимо их предварительно еще раз непосредственно перед использованием отполировать смесью алмазной пасты и глицерина на шелке.

Существование гомеотропной ориентации жидкого кристалла определяется наличием коноскопической картины, наблюдаемой в поляризационный микроскоп при скрещенных поляроидах и введенной линзе Бертрана. Степень упорядоченности молекул жидкого кристалла определяется инвариантностью коноскопической картины относительно вращения образца. Однородность гомеотропной ориентации по всей поверхности плоского капилляра характеризуется

щириной коноскопической картины, при этом, чем уже коноскопическая картина, чем она четче, тем выше однородность ориентации по поверхности и, наоборот, размытие коноскопической картины свидетельствует о неоднородности гомеотропной ориентации.

Качество упорядоченности и степень однородности ориентации, полученной по предлагаемому способу, проверялись на

микроскопе «Полам-С 111. Во всех случаях ориентации по предлагаемому способу наблюдалась четкая коноскопическая картина в виде узкого креста, который был инвариантен относительно вращения образца.

Способ был опробован на веществах и смесях, названия, структурные формулы и интервалы мезофаз которых представлены в таблице.

Жидкие кристаллы 1, 4, 5, 6, 7 имеют

смектическую фазу при комнатной температуре, поэтому сдвиг поверхности для этих кристаллов производили при комнатной температуре сразу же после заправки плоского капилляра. Жидкие кристаллы 2 и 3

имеют смектическую фазу выще комнатной температуры, поэтому вещества предварительно нагревали до темп-ературы смектической фазы, а затем производили сдвиг поверхностей. Полученная гомеотр-опная

ориентация оставалась стабильной во всем интервале мезофазы.

Следует при этом отметить, что по преД лагаемому способу удалось получить гомеотропную ориентацию жидких кристаллов 2

и 3, не имеющих нематической фазы. Получить же гомеотропную ориентацию этих веществ при различных способах химической обработки опорных поверхностей и при различных режимах охлаждения не удалось.

Для исследования качества ориентации полученной по предлагаемому способу и по способу, описанному в прототипе, было исследовано пропускание (распределение интенсивности рассеянного света) плоских капилляров.