Abstract

The nanoparticles-induced vertical alignment technique was applied to generate variable liquid-crystal pretilt angles based on doping different concentrations of polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) nanoparticles in the planar-aligned liquid crystal cells. Competition between the homogeneously aligned polyimide layer and POSS-induced spontaneous vertical alignment domain generated the variable pretilt angle. Experimental results demonstrated that the pretilt angle θp is a function of the doped POSS concentration and can be controlled continuously over the range of 0°<θp<90°.

© 2009 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. F. S. Yeung and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 88, 063505 (2006).
    [Crossref]
  2. X. J. Yu and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 85, 3711 (2004).
    [Crossref]
  3. D. W. Berreman and W. R. Heffner, J. Appl. Phys. 52, 3032 (1981).
    [Crossref]
  4. J. Y. L. Ho, V. G. Chigrinov, and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 90, 243506 (2007).
    [Crossref]
  5. H. D. Jayathilake, M. H. Zhu, C. Rosenblatt, A. N. Bordenyuk, C. Weeraman, and A. V. Benderskii, J. Chem. Phys. 125, 064706 (2006).
    [Crossref]
  6. T. J. Chen and K. L. Chu, Appl. Phys. Lett. 92, 091102 (2008).
    [Crossref]
  7. J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
    [Crossref]
  8. S.-C. Jeng, C.-W. Kuo, H.-L. Wang, and C.-C. Liao, Appl. Phys. Lett. 91, 061112 (2007).
    [Crossref]
  9. W.-Y. Teng, S.-C. Jeng, C.-W. Kuo, Y.-R. Lin, C.-C. Liao, and W.-K. Chin, Opt. Lett. 33, 1663 (2008).
    [Crossref] [PubMed]
  10. S.-J. Hwang, S.-C. Jeng, C.-Y. Yang, C.-W. Kuo, and C.-C. Liao, J. Phys. D 42, 025102 (2009).
    [Crossref]
  11. D. L. Cheung and M. P. Allen, Phys. Rev. E 76, 041706 (2007).
    [Crossref]
  12. Y. W. Li, J. Y. L. Ho, F. S. Y. Yeung, and H. S. Kwok, J. Disp. Technol. 4, 13 (2008).
    [Crossref]
  13. S. J. Hwang, J. Disp. Technol. 1, 72 (2005).
    [Crossref]

2009 (1)

S.-J. Hwang, S.-C. Jeng, C.-Y. Yang, C.-W. Kuo, and C.-C. Liao, J. Phys. D 42, 025102 (2009).
[Crossref]

2008 (3)

T. J. Chen and K. L. Chu, Appl. Phys. Lett. 92, 091102 (2008).
[Crossref]

Y. W. Li, J. Y. L. Ho, F. S. Y. Yeung, and H. S. Kwok, J. Disp. Technol. 4, 13 (2008).
[Crossref]

W.-Y. Teng, S.-C. Jeng, C.-W. Kuo, Y.-R. Lin, C.-C. Liao, and W.-K. Chin, Opt. Lett. 33, 1663 (2008).
[Crossref] [PubMed]

2007 (4)

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

S.-C. Jeng, C.-W. Kuo, H.-L. Wang, and C.-C. Liao, Appl. Phys. Lett. 91, 061112 (2007).
[Crossref]

D. L. Cheung and M. P. Allen, Phys. Rev. E 76, 041706 (2007).
[Crossref]

J. Y. L. Ho, V. G. Chigrinov, and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 90, 243506 (2007).
[Crossref]

2006 (2)

H. D. Jayathilake, M. H. Zhu, C. Rosenblatt, A. N. Bordenyuk, C. Weeraman, and A. V. Benderskii, J. Chem. Phys. 125, 064706 (2006).
[Crossref]

F. S. Yeung and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 88, 063505 (2006).
[Crossref]

2005 (1)

S. J. Hwang, J. Disp. Technol. 1, 72 (2005).
[Crossref]

2004 (1)

X. J. Yu and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 85, 3711 (2004).
[Crossref]

1981 (1)

D. W. Berreman and W. R. Heffner, J. Appl. Phys. 52, 3032 (1981).
[Crossref]

Ahn, H. J.

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

Allen, M. P.

D. L. Cheung and M. P. Allen, Phys. Rev. E 76, 041706 (2007).
[Crossref]

Baik, H. K.

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

Benderskii, A. V.

H. D. Jayathilake, M. H. Zhu, C. Rosenblatt, A. N. Bordenyuk, C. Weeraman, and A. V. Benderskii, J. Chem. Phys. 125, 064706 (2006).
[Crossref]

Berreman, D. W.

D. W. Berreman and W. R. Heffner, J. Appl. Phys. 52, 3032 (1981).
[Crossref]

Bordenyuk, A. N.

H. D. Jayathilake, M. H. Zhu, C. Rosenblatt, A. N. Bordenyuk, C. Weeraman, and A. V. Benderskii, J. Chem. Phys. 125, 064706 (2006).
[Crossref]

Chen, T. J.

T. J. Chen and K. L. Chu, Appl. Phys. Lett. 92, 091102 (2008).
[Crossref]

Cheung, D. L.

D. L. Cheung and M. P. Allen, Phys. Rev. E 76, 041706 (2007).
[Crossref]

Chigrinov, V. G.

J. Y. L. Ho, V. G. Chigrinov, and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 90, 243506 (2007).
[Crossref]

Chin, W.-K.

Choi, C. J.

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

Chu, K. L.

T. J. Chen and K. L. Chu, Appl. Phys. Lett. 92, 091102 (2008).
[Crossref]

Heffner, W. R.

D. W. Berreman and W. R. Heffner, J. Appl. Phys. 52, 3032 (1981).
[Crossref]

Ho, J. Y. L.

Y. W. Li, J. Y. L. Ho, F. S. Y. Yeung, and H. S. Kwok, J. Disp. Technol. 4, 13 (2008).
[Crossref]

J. Y. L. Ho, V. G. Chigrinov, and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 90, 243506 (2007).
[Crossref]

Hwang, B. H.

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

Hwang, S. J.

S. J. Hwang, J. Disp. Technol. 1, 72 (2005).
[Crossref]

Hwang, S.-J.

S.-J. Hwang, S.-C. Jeng, C.-Y. Yang, C.-W. Kuo, and C.-C. Liao, J. Phys. D 42, 025102 (2009).
[Crossref]

Jayathilake, H. D.

H. D. Jayathilake, M. H. Zhu, C. Rosenblatt, A. N. Bordenyuk, C. Weeraman, and A. V. Benderskii, J. Chem. Phys. 125, 064706 (2006).
[Crossref]

Jeng, S.-C.

S.-J. Hwang, S.-C. Jeng, C.-Y. Yang, C.-W. Kuo, and C.-C. Liao, J. Phys. D 42, 025102 (2009).
[Crossref]

W.-Y. Teng, S.-C. Jeng, C.-W. Kuo, Y.-R. Lin, C.-C. Liao, and W.-K. Chin, Opt. Lett. 33, 1663 (2008).
[Crossref] [PubMed]

S.-C. Jeng, C.-W. Kuo, H.-L. Wang, and C.-C. Liao, Appl. Phys. Lett. 91, 061112 (2007).
[Crossref]

Jo, M. K.

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

Jo, S. J.

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

Kang, D.

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

Kim, C. S.

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

Kim, J. B.

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

Kim, J. T.

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

Kim, K. C.

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

Kim, Y. S.

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

Kuo, C.-W.

S.-J. Hwang, S.-C. Jeng, C.-Y. Yang, C.-W. Kuo, and C.-C. Liao, J. Phys. D 42, 025102 (2009).
[Crossref]

W.-Y. Teng, S.-C. Jeng, C.-W. Kuo, Y.-R. Lin, C.-C. Liao, and W.-K. Chin, Opt. Lett. 33, 1663 (2008).
[Crossref] [PubMed]

S.-C. Jeng, C.-W. Kuo, H.-L. Wang, and C.-C. Liao, Appl. Phys. Lett. 91, 061112 (2007).
[Crossref]

Kwok, H. S.

Y. W. Li, J. Y. L. Ho, F. S. Y. Yeung, and H. S. Kwok, J. Disp. Technol. 4, 13 (2008).
[Crossref]

J. Y. L. Ho, V. G. Chigrinov, and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 90, 243506 (2007).
[Crossref]

F. S. Yeung and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 88, 063505 (2006).
[Crossref]

X. J. Yu and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 85, 3711 (2004).
[Crossref]

Li, Y. W.

Y. W. Li, J. Y. L. Ho, F. S. Y. Yeung, and H. S. Kwok, J. Disp. Technol. 4, 13 (2008).
[Crossref]

Liao, C.-C.

S.-J. Hwang, S.-C. Jeng, C.-Y. Yang, C.-W. Kuo, and C.-C. Liao, J. Phys. D 42, 025102 (2009).
[Crossref]

W.-Y. Teng, S.-C. Jeng, C.-W. Kuo, Y.-R. Lin, C.-C. Liao, and W.-K. Chin, Opt. Lett. 33, 1663 (2008).
[Crossref] [PubMed]

S.-C. Jeng, C.-W. Kuo, H.-L. Wang, and C.-C. Liao, Appl. Phys. Lett. 91, 061112 (2007).
[Crossref]

Lin, Y.-R.

Park, J. S.

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

Rosenblatt, C.

H. D. Jayathilake, M. H. Zhu, C. Rosenblatt, A. N. Bordenyuk, C. Weeraman, and A. V. Benderskii, J. Chem. Phys. 125, 064706 (2006).
[Crossref]

Teng, W.-Y.

Wang, H.-L.

S.-C. Jeng, C.-W. Kuo, H.-L. Wang, and C.-C. Liao, Appl. Phys. Lett. 91, 061112 (2007).
[Crossref]

Weeraman, C.

H. D. Jayathilake, M. H. Zhu, C. Rosenblatt, A. N. Bordenyuk, C. Weeraman, and A. V. Benderskii, J. Chem. Phys. 125, 064706 (2006).
[Crossref]

Yang, C.-Y.

S.-J. Hwang, S.-C. Jeng, C.-Y. Yang, C.-W. Kuo, and C.-C. Liao, J. Phys. D 42, 025102 (2009).
[Crossref]

Yeung, F. S.

F. S. Yeung and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 88, 063505 (2006).
[Crossref]

Yeung, F. S. Y.

Y. W. Li, J. Y. L. Ho, F. S. Y. Yeung, and H. S. Kwok, J. Disp. Technol. 4, 13 (2008).
[Crossref]

Yu, X. J.

X. J. Yu and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 85, 3711 (2004).
[Crossref]

Zhu, M. H.

H. D. Jayathilake, M. H. Zhu, C. Rosenblatt, A. N. Bordenyuk, C. Weeraman, and A. V. Benderskii, J. Chem. Phys. 125, 064706 (2006).
[Crossref]

Appl. Phys. Lett. (6)

F. S. Yeung and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 88, 063505 (2006).
[Crossref]

X. J. Yu and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 85, 3711 (2004).
[Crossref]

J. Y. L. Ho, V. G. Chigrinov, and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 90, 243506 (2007).
[Crossref]

T. J. Chen and K. L. Chu, Appl. Phys. Lett. 92, 091102 (2008).
[Crossref]

J. B. Kim, K. C. Kim, H. J. Ahn, B. H. Hwang, J. T. Kim, S. J. Jo, C. S. Kim, H. K. Baik, C. J. Choi, M. K. Jo, Y. S. Kim, J. S. Park, and D. Kang, Appl. Phys. Lett. 91, 023507 (2007).
[Crossref]

S.-C. Jeng, C.-W. Kuo, H.-L. Wang, and C.-C. Liao, Appl. Phys. Lett. 91, 061112 (2007).
[Crossref]

J. Appl. Phys. (1)

D. W. Berreman and W. R. Heffner, J. Appl. Phys. 52, 3032 (1981).
[Crossref]

J. Chem. Phys. (1)

H. D. Jayathilake, M. H. Zhu, C. Rosenblatt, A. N. Bordenyuk, C. Weeraman, and A. V. Benderskii, J. Chem. Phys. 125, 064706 (2006).
[Crossref]

J. Disp. Technol. (2)

Y. W. Li, J. Y. L. Ho, F. S. Y. Yeung, and H. S. Kwok, J. Disp. Technol. 4, 13 (2008).
[Crossref]

S. J. Hwang, J. Disp. Technol. 1, 72 (2005).
[Crossref]

J. Phys. D (1)

S.-J. Hwang, S.-C. Jeng, C.-Y. Yang, C.-W. Kuo, and C.-C. Liao, J. Phys. D 42, 025102 (2009).
[Crossref]

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. E (1)

D. L. Cheung and M. P. Allen, Phys. Rev. E 76, 041706 (2007).
[Crossref]

Cited By

OSA participates in Crossref's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (5)

Fig. 1
Fig. 1

Polarizing microscope photographs of an LC cell doped with various POSS concentrations: (a) 0%, (b) 0.2%, (c) 0.5%, (d) 0.6%, (e) 0.8%, and (f) 1.0%. All devices have the same cell gap d 5 μ m .

Fig. 2
Fig. 2

Dependence of pretilt angle on the doped POSS concentration in a parallel LC cell measured using the modified crystal rotation method.

Fig. 3
Fig. 3

Voltage-dependent dielectric constant characteristics of the LC cells with different weight percent POSS obtained from the CV measurement by applying the voltage of a 1 kHz square wave.

Fig. 4
Fig. 4

Measured phase retardation-dependent transmission curves of homogeneously aligned LC cells doped with a different weight percent POSS.

Fig. 5
Fig. 5

Polarizing microscope photographs of (a) conventional OCB cell and (b) NBB cell under different applied voltages: 0, 2.5, 10 V , and finally the voltage released.

Metrics