Композитные жидкокристаллические материалы и оптоэлектронные устройства на их основе

В.Я. Зырянов, В.Ф. Шабанов

В последнее время в области электроники и информационных технологий все более широкое применение в качестве электрооптических сред находят различные молекулярные материалы: жидкие кристаллы, жидкокристаллические полимеры и, совсем недавно, композитные структуры на основе полимеров и жидких кристаллов, так называемые, капсулированные полимером жидкие кристаллы. Достоинствами композитных жидкокристаллических материалов являются малые управляющие напряжения и потребляемая мощность, высокое быстродействие, большая светостойкость и яркость, гибкость, простая и дешевая технология изготовления, надежность в эксплуатации.

В институтах Красноярского научного центра Сибирского Отделения Российской Академии наук совместно с Красноярским государственным техническим университетом разработан ряд оригинальных композитных жидкокристаллических материалов и оптоэлектронных устройств на их основе.

Композитный пленочный материал с рекордным (до 1 Мгц и более) быстродействием на основе капсулированных полимером сегнетоэлектрических жидких кристаллов. Толщина пленки 5-12 микрон. Управляющее напряжение около 25 В. Контрастность до 60:1. Светопропускание около 45%. Разработаны конструкции и изготовлены действующие макеты ряда оптоэлектронных устройств (модуляторы интенсивности оптического излучения, устройство поворота плоскости поляризации света) на основе данного материала.

Электрооптически бистабильный пленочный материал на основе капсулированных полимером холестерических жидких кристаллов позволяет создать устройства отображения информации с упрощенной системой пассивно-матричной адресации, а также лазерно-адресуемые дисплеи с аналоговой схемой управления. Быстродействие до 1 мсек, контрастность 15:1, пространственное разрешение до 80 лин/мм.

Многофункциональные электроуправляемые поляризационно-селективные светофильтры на основе планарно-ориентированных пленок капсулированных полимером хиральных нематических жидких кристаллов. Эффективность поляризации света до 100/1 и более в спектральном интервале от 0,4 до 3,5 мкм. Практически неограниченная площадь. Светостойкость до 6 кВт/см2. Быстродействие - около 1 мсек. Возможность изготовления в гибком варианте. В зависимости от величины управляющего напряжения устройства могут рассеивать свет любой поляризации, пропускать только одну плоско-поляризованную компоненту света, пропускать свет любой поляризации. Следовательно, устройства могут выполнять функции поляризатора света, поляризационно-селективного модулятора, оптического затвора.