К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 189
Текст из файла (страница 189)
п:, минимальная вязкость в рабочем интервале температуры; слабая зависимосп анизотропных и вязкостно-упрупях характеристик от температуры; минимальное давление насьпцепных аров; отсутствие токсичных компонентов. Апизотролия таких Физических свойств ЖК, как анизотропия диэлектрической восприимчивости, проводимости, вязкости и упругости, оптичеокая анизотропия, определяются ориеиташхонной упорядоченностью ЖК и обусловливает разнообразие физических эффектов в них и, в частности, электро-, термо-, акустоолтичесхих. Наиболее важные из ннх используются в ЖК ПОИ. Элекгрооптические эффекты ЖК заключаются в изменении оптических свойств тонкого (1 - 20 мкм) слоя ЖК из-за переориентации его во внешнем электрическое псле. Их разделвст на три вида: электрогидродинамические, возникающие при прохождении ионного тока через слой ЖК и приводящие к турбулизации ЖК и сильному рассеянию света на возникающих неоднородностях ориентации; ориентационные, при которых внешнее поле взаимодействует с ЖК благодаря анизотропии диэлектрической проницаемости в нематиках и холестериках (твист- и супер- твист-эффекты, я-ячейка и др.) или блатодаря наличию спонтанной электрической поляризации в сегнетоэлектрнческвх омектиках; электротермооптические, заключающиеся в образовании однородной или неоднородной (рассеивающей свет) структуры в зависимости от приложенного электрического поля в процессе охлаждения ЖК.
К элекгрогцдродинамическим (ЭГД) эффектам относятся эффект динамическото рассеяния света в нематиках и эффект "памяти" в холестеричеоких и смектических ЖК. Они заюпочаются в турбулизации слоя ЖК при прохождении ионного тока и появлении силь- ното рассеяния света на траницах обшютей о различной ориентацией ЖК вследствие ето оптической анизстропии. Эффект динамическото рассеяния имеет пороговое напряжение возникновения, ето значение сильно зависит от частоты. ЭГД-эффект в холестериквх и смектнках приводит после снятия напрвкения к образованию очень неоднородной коифокальной текстуры, рассеивающей свет.
Конфокальная текстура переходит в нерассеиваюшую планарную при приложении электрического поля с частотой ух, .превышающей частоту релаксации пространственного заряда: о~ ~ Ух = аоэ) ~ тде о) ~ и а~ ~ - составляющие соответственно проводимости и диэлектрической проницаемости в направлении, параллельном преимущественному направлению ориентации молекул; аэ -диэлектрическая проницаемость вакуума. ЭГД-эффекты практически не используются в индикаторной технике из-за относительно высокого энергопотребления, больших управляющих напра:кений, сильной температурной зависимости параметров и малого срока службы.
Ориентационные эффекты в ЖК заключаются в переориентации ЖК во внешнем псле в направлении наибольшей поляризуемости и изменении при этом эффективно зо двухлучепреломления слоя. Они приводят к фазовой модуляции света, для их наблюдения требуется поляроиды. 602 Гаазе 6.2 ИНДИКАТОРЫ Твист-эффект наблюдается в закрученном на 90 ' нематячеаком ЖК с положительной дизпектричеакой анизотропией. Закрученная на 90 ' структура ЖК-слоя создается взаимно ортогональной ориентацией ЖК на подложках путем специальной обработки нх поверхностей.
Если поляризация падающего света параллельна ориентации ЖК на одной из подложек, то такая структура поворачивает плоскость поляризации падюощего света на 90'. Электрическое пале переводит твисгструктуру в гомеотропное состояние, не вращающее плоскоап поляризации.
Поэтому в скрещенных полярондах невозбуждеиное состояние светлое и пропускание мало зависит от длины волны, возбужденное состояние- темное; в параллельных поляроидах картина обратная. Крутизна характеристики напряжение- контрастность твист-эффекш достаточно велика н при использовании лучших ЖК-веществ допускает мультиплексное управление со степенью мультиплексирования до 100: 1.
Время переключения составляет 100 - 300 мс и сильно зависит от температуры. Твист-эффект нашел широкое применение в цифр обуквенных ЖКИ, матричных ЖКИ с малым числом строк (до 64) и в активноматричных телевизионных экранах. Эффекты управляемого пален двулучепреломления основаны на интерференции обыкновенного и необыкновенного лучей, прошедших слой ЖК. Наибольшее применение в технике нашли супертвист-эффект и я-ячейка Супертвист-эффект набпюдаетая в холестерическнх ЖК с большим шагом спирали, обеспечивающим закрупгу на 180 - 270 н обладает высокой крутизной характеристики напрюкеиие - контрастносп. Физической причиной увеличении крутизны является то, что холестерическая спираль находится в напряженном состоянии, что досппзегся подбором отношения толщины слоя ЖК к шагу ненапряженной спирали, анизотропии упругих свойств и угла преднаклона молекул ЖК на подложке.
Лучшие современные ЖК-вещества позволяют подшпь степень мультиплексирования до 600: 1 и более. Ва многих странах электронные фирмы освоили массовое производспю различных типоразмеров черно-белых и цветных ЖК-матричных экранов дпя отображения цифробуквенной и срафической информации с временем смены информании 70 - 200 мс. В последние годы разработаны быстропереюпочающиеая ЖК-материалы с временем переключения 30 — 50 мс. Матричные ЖК ПОИ, испалыуюшие эти ЖК- вещества, могут отображать инфармацию с телевизионной скоросп ю, поэтому во избежание потери контрастности иэ-эа ее быстрого спада за вреьи кадра предложен новый метод управления специальными кодовыми аипилами (активная адресация).
Этот метод управленги в отличие ат общепринятого метода построчной адресации позволяет подавать сигналы управления на выбранные элементы непрерьшно, без скважности. Такие приборы начинают осваиваться в серийном производстве. Качество телевизионного изображения на этих экранах не хуже, чем на экранах приборов на основе матрицы активных элементов, а стоимость нх производсиа в 2 раза меньше.
Ориентационные эффекты в ЖК с планарной ориентацией используются дпя модуляции фазовой задержки между обыкновенным и необыкновенным лучами. Наиболее широко используется я-ячейка с встречным наклоном молекул на подполосах, дающая переключение между состояниями с фазовой задержкой 0 (возбужденное состояние) и х (невозбужденное состояние). Состояние с фазовой задержкой в к действует на свет аналогично твист-ячейке, однако время релаксации в это состояние явяяется относительно небольшим (2 - 3 мс) но сравнению с временем релаксации твист-ячейки (50 - 200 мс). х-ячейка имеет пологую характеристику напряжение - контраспюсть и непригодна дпя индикаторов с мультигшексным управлением.
Поэтому она нашла применение в модуляторах поляризованного света в системах стереотелевгшення с разделением сгереопары во времени и в цветных высокоразрешающих дисшюях. 6.2.3.2 Элементы конструкций и технологии изготовления Основой конструкции ЖК ПОИ являются две стеклянные пластины из тонкого (менее 2 мм) высокоплоскостиого стеюга, на рабочие поверхности которых пан оситая оптически прозрачный электрод нз оксцпа олова-индия с удельным электро сопротивлением 10 500 Ом/ О, на котором методом фотолитографии формируется топология электродов необходимой формы: в виде сегментов цифрового индикатора, элементов мнемосхемы, слухсебннх символов и других фигур с отдельным электрическим выводом на периферию электродной пластины для мозаичных индикаторов нли в виде параллельных полосчатых электродов для матричных индикаторов и экранов. Вюхным конструктивным элементом ЖК ПОИ является ориентирующее покрытие на электродной поверхности каждой из пластин.
Этот слой создастся нли вакуумным нанесени- ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ОТОБРАЖЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ 603 ем тонкой пленки неорганического материага (81О, ОеО и др.) под определенным углом к поверхности пласшны или нанесением слоя органической пленки с,последующей обработкой поверхности для придания ей определенного микрорельефа. Пара пластин с ориентирующими покрытиями складьпается элеюродами внутрь, рисунки электродов совмещаются по специальным реперныи знакам и склеиваются по периметру так, что остается небольшое отверстие для введения в образующуюся полосп ЖК-вещестаа. Зазор между внутренними поверхностями электродных пластин для получения оптимальных параметров прибора должен выдерживаться с высокой точностью на всей рабочей площади (до десятых и сотых долей микрометра). Номинальное значение зазора определяется видом электрооптического эффекта и оптической анизотропией применяемого ЖК-вещестаа. Зазор в ЖК ПОИ обеспечивается равномерным распределением по всей площади жестких сфер или цилиндров калиброванного диаметра; обычно он составляет 1,5 - 8 мкм.
Заполнение внутренней полости прибора ЖК-веществом производится под действием капиллярных сил и атмосферного давления после откачки из нее воздуха. Отверстие для заполнения ирмеппируется. На наружные поверхности стеклянных пластин приклеиваются поляризационные фильтры, ориентации которых согласована с ориентацией ЖК на подложках. Для контактирования цифровых индикаторов с системой управления обычно используют эластичные контактные устройства типа "ЗЕБРА", а ЖК ПОИ с большим числом выводов обьино снабжают встроенной системой управления, которую размещают или непосредственно на периферии стеюинных пластин или на отдельных платах, соединенных с конгактнымн площадками ЖК ПОИ лайкой, приклеиванием токопроводящим югеем или эластичными разъемами.
Цветное изобрюкение на ЖК ПОИ формируется из триад элементов отобрюкения, которые совмещены с триадами светофильтров красного, зеленого и синего цветов цветоделительной маски. Цвегоделительная маска во избежание параллакса формируется на внутренней поверхности одной из электродных СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Улааок В. Н. Приборы отображения информации // Электронная промышленность, 1994. Специальный выпуск. С. 73 - 90.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
