Numerical studies of significance of anchoring strength energy for behaviour of flexoelectric homeotropic nematic layer subjected to DC electric field

Abstract

Elastic deformations of homeotropic nematic liquid crystal layers subjected to a d.c. electric field were studied numerically. The flexoelectric properties of the nematic material and the presence of ionic space charge were taken into account. The influence of anchoring strength W was investigated. The calculations were performed for layers with negative dielectric anisotropy and negative sum of flexoelectric coefficients. Strongly blocking electrodes were assumed. The threshold voltages for deformations were computed for several anchoring strength values and for low, moderate and high ion content. Its value was nearly proportional to W for low anchoring strength and saturated at some high value of W. The director distributions were also determined. This task was complicated by the presence of space charge of ions. Remarkable change of deformation character was noticed when the ion content and anchoring strength were varied.

Zbadano numerycznie wpływ energii kotwiczenia ciekłego kryształu z podłożem na indukowane stałym polem elektrycznym deformacje homeotropowej warstwy nematyka o ujemnej anizotropii dielektrycznej i ujemnej sumie współczynników fleksoelektrycznych. Przy niskiej zawartości jonów i wysokiej energii kotwiczenia stwierdzono symetryczny rozkład direktora. W miarę wzrostu koncentracji jonów lub obniżania energii kotwiczenia deformacja stawała się asymetryczna. Wyniki pokazują, że jonowy ładunek przestrzenny wpływa znacząco na efektywność oddziaływań powierzchniowych.