Управление электрическим полем – путь к получению тонкопленочных оптических материалов

Использование ЖК полимеров основано на эксплуатации их высокоупорядоченной ЖК структуры, которая достаточно легко (хотя и медленно) поддается упраатению с помощью различных методов внешнего воздействия с последующей фиксацией ориентированной структуры в твердом теле, предварительно заданной в ЖК фазе. Рассмотрим наиболее важные аспекты такого управления свойствами ЖК полимеров с точки зрения их применения.Управление электрическим полем – путь к получению тонкопленочных оптических материалов

Используя электрические (или магнитные) поля, традиционно применяемые для ориентации низкомолекулярных жидких кристаллов, можно(уже нетрадиционно!) управлять структурой ЖК полимеров в мезофазе, заставляя его мезогенные группы ориентироваться в нужном направлении. Тип ориентации мезогенных групп в этом случае определяется знаком величины анизотропии диэлектрической проницаемости∆ е_||= е_||- е ^, где е_||- и е ^ - диэлектрические постоянные измеренные при параллельной (||) и перпендикулярной (1) ориентации длинных осей мезогенных групп. При ∆ е > О длинные оси мезогенов ориентируются вдоль электрического поля, при ∆ е < 0 перпендикулярно ему.

Схема на рис. 4 демонстрирует процесс ориентации нематического гребнеобразного полимера (при ∆ е > 0), помешенного между двумя токопроводящими прозрачными стеклянными пластинами под действием электрического поля. Наблюдая за кинетикой процесса ориентации мезогенных групп по изменению интенсивности поляризованного света /,
прошедшего через полимерную пленку (см. рис. 4), можно видеть, как мутный, сильно рассеивающий свет образец постепенно превращается в прозрачную пленку, структура которой может быть заморожена при охлаждении полимера и отключении электрического поля. Изображенная на рис. 4 структура, при которой мезогенные группы ориентируются
перпендикулярно поверхности ячейки, называется гомеотропной. Используя ЖК полимеры с отрицательной анизотропией диэлектрической постоянной

(∆ е < 0) получают иной характер ориентации мезогенных групп - их длинные оси располагаются вдоль поверхности стекол-электродов, это так называемая планарная структура. Такие высокоориентированные пленки по существу представляют собой твердые оптические элементы, характеризующиеся высокой оптической анизотропией (двойное лучепреломление, D n = 0, 2-0, 3), которые могут быть использованы для получения оптических материалов, таких, как фазовые пластинки, фазовые
линзы, поляроиды и другие интересные тонкопленочные оптические материалы.