Sıvı kristallerde moleküler yönlendirme ve elektrooptik etkiler / Molecular alignment and electrooptic effects on liquid crystals

Abstract

Bu çalışmada, planar ve homeotropik olarak yönlendirilmiş sıvı kristal numunelerinin nematik faz bölgesininde elektrooptik etkileri incelenmiştir. Planar yönelim mekanik aşındırma (rubbing) ve fotolitografik metotla ayrı ayrı elde edilmiştir. Yönlendirici yüzey kaplaması olarak planar yönelim için PI2555 polyimide maddesi ile homeotropik yönelim için SE1211 polyimide maddesi kullanılmıştır. Sıvı kristal malzeme olarak 5CB ve 8CB kullanılmıştır. Kullanılan 8CB'de sıvı kristal numunenin sıcaklığa ve diğer dış şartlara bağlı olarak deforme olması sonucu beklenilen ölçümler gerçekleşmemiştir. Mekanik aşındırmada kullanılan kadife kumaşın özelliğine bağlı olarak sağlanan yönlendirici yüzeyde oluşan mikro kanalların derinliği ve aralıkları belli bir düzende olmamaktadır. Buna karşın fotolitografik olarak UV ışıkla pozlama sonucunda elde edilen mikro kanal derinliği ve paralelliği büyük bir düzenlilik sergilemektedir. Rubbing ile yönlendirilmiş sıvı kristal hücrelerde uygulanan elektrik alana bağlı olarak geçen ışığın şiddetinde sıcaklığa bağlı değişimler incelendiğinde şiddetin dağılım eğrisi voltajın normal seyirde artmasıyla önce düşük seviyelere, kritik voltajdan sonra ise yüksek seviyelere doğru kaymalar sergilemiştir. Fotolitografik metotla elde edilen planar olarak yönlendirilmiş sıvı kristal hücrelerde uygulanan elektrik alana bağlı olarak geçen ışığın şiddetinin sıcaklığa bağlı değişimler incelendiğinde, rubbing uygulamasına benzer olarak şiddetin dağılım eğrisi voltajın artmasıyla önce düşük seviyelere, kritik voltajdan sonra ise yüksek seviyelere doğru kaymalar sergilemiştir. Homeotropik olarak yönlendirilmiş sıvı kristal hücrelerde uygulanan elektrik alana bağlı olarak geçen ışığın şiddetinde sıcaklığa bağlı değişimler incelendiğinde, diğer planar yönelim uygulamalarına benzer olarak şiddetin dağılım eğrisi voltajın artmasıyla önce düşük seviyelere, kritik voltajdan sonra ise yüksek seviyelere doğru kaymalar sergilemiştir. Homeotropik yönlendirmede sabit sıcaklıklarda voltajın kritik sınırı 6 Volt civarında, fotolitoğrafik metotla planar yönlendirmede sabit sıcaklıklarda voltajın kritik sınırı 2,5 Volt civarında, rubbingle yönlendirmede sabit sıcaklıklarda voltajın kritik sınırı 6 Volt civarında tespit edilmiştir. In this study, electrooptical effects of planar and homeotropically oriented liquid crystal samples were investigated in nematic phase. Planar orientation was obtained separately by mechanical abrasion (rubbing) and photolithographic method. PI2555 polyimide gel for planar orientation and SE1211 polyimide for homeotropic orientation was used as a surface coating material. Materials used as liquid crystals were 5CB and 8CB. Expected outcome measurements could not be performed due to deformation of 8CB liquid crystal sample because of temperature and other external conditions dependence. Based on the features of velvet fabric used for mechanical corosion, range and depth of micro channels were not in a particular order. However, photolithographic UV light exposure caused micro-channel depth and order of the channels to be in great regularity. In oriented liquid crystal cells by rubbing a change in light intensity in the presence of applied electric field shows that light intensity decreases for regular voltage increaments and after critical voltage light intensity shifted to higher levels. In planar oriented liquid crystal cells by fotolitografic method, when variation of intensity distribution with respect to temperature in the presence of applied electric field were investigated, similar to rubbing application when voltage was increased intensity distribution curve were shifted to lower levels. In contrast, intensity curve shifted to higher levels after critical voltage. Homeotropically oriented liquid crystal cells showed that temperature dependence of light intensity in an applied electric field was shifting the intensity to lower levels when the voltage was increased and after crtical voltage the shift was to higher levels. At constant temperatures, the critical voltage was about 6 volts, 2. 5 volts and 6 volts for homeotropic, photolitographic planar and rubbing orientation methods, resepectively.