Page 70 - 6378

анізотропію: ∆ = – < 0. Директор рідких кристалів з ∆ < 0 намагається
0

встановитись перпендикулярно до силових ліній електричного поля.
Переорієнтація директора електричним полем не означає переорієнтацію окремих

молекул. У рідкому кристалі переорієнтація має «колективний» характер внаслідок
орієнтаційної впорядкованості мезофази. Легко обчислити, що енергія взаємодії диполя

окремої молекули з електричним полем у десятки тисяч разів менша від енергії теплового
руху молекул. Тому тепловий рух перешкоджає упорядковувальній дії електричного поля на

окремі молекули, як це і має місце в ізотропній рідині. Лише сильні поля здатні спричиняти
переорієнтацію молекул в ізотропній рідині. В мезофазі електричне поле діє не на окремі

молекули, а на весь ансамбль орієнтованих молекул. Говорять, що електричне поле взаємодіє

з полем директора, причому для зміни орієнтації директора потрібні зовсім незначні
напруженості.

В електрооптичних ефектах важливу роль відіграють сили зчеплення рідкого
кристала з поверхнею. Вважатимемо зчеплення жорстким. Дія сил зчеплення молекул з

поверхнею починає проявлятись одночасно з дією зовнішньої сили з боку електричного

поля. Ці сили конкуруватимуть між собою. Якщо, наприклад, електричне поле
переорієнтовує директор з планарної орієнтації на гомеотропну, то сили поверхневого

зчеплення утримують планарну орієнтацію. При жорсткому зчепленні електричне поле не
здатне змінити орієнтацію директора біля самої поверхні. На відстані від поверхні орієнтація

директора змінюється, спричинюючи деформацію рідкого кристала, а отже, появу пружної

деформації. Тепер пружні сили всередині об’єму починають конкурувати з електричними.
Переорієнтація почнеться при деякій пороговій напруженості електричного поля, яку

знаходять з умови: виграш енергії при повороті директора в електричному полі зрівняється із
програшем енергії пружної деформації при повороті директора. Фактично переорієнтація

починається при пороговій напрузі, коли обертовий момент електричних сил зрівняється з
повертаючим моментом сил пружності. В умовах рівноваги сил електричного поля пружних

сил у комірці встановиться стаціонарний розподіл директора, який відповідає мінімуму

вільної енергії рідкого кристала в електричному полі. При зміні електричного поля матимемо
новий стаціонарний розподіл директора.

Порогова напруга переходів Фредерікса не залежить від товщини шару рідкого

кристала.
Незалежність від товщини зразка можна пояснити так: зростання напруженості

поля зі зменшенням товщини шару супроводжується збільшенням сил пружної деформації,
які долаються електричним полем. Переходи Фредерікса починаються при низьких напругах

= 1,5 В. Пороги можна знижувати, вибираючи рідкий кристал з більшою діелектричною

анізотропією.