Гусев - Электроника (944138), страница 42

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 42)

Вследствие молуляции падающего света изменяезся цвет участка, к которому приложено электрическое поле, и на поверхности вещества появляется рисунок требуемой конфигурации. В качестве веществ, имеющих полобные свойства, используют жидкие кристаллы. Жидкокрис галлическим (мезаморфным) называется термодинамически устойчивое состояние, при котором вещество сохраняет анизотропию физических 189 свойств. присущую тверпым кристаллам, и текучесть, характерную Лля жилкостей, Это состояние имеют некос) торые произволные бензола. лифенила, стероилов„гет ероциклических и других сложных соединений, Характерной особенностью жиде) е) кокристаллических фаз яв- ляется то, что молекулы рнс З.ЗЗ Орнснгнанх монсхун в смсх- вещества имеют сравнитетнчссхнх 1а), нсматнчсскнх (6), хслссгсрн- лыю большую ляпну и отчссхнх !в) ЖК носительно малую ширину.

Они относятся к числу диэлектриков и имеют улельное сопротивление !!) .--10' Ом см. Различают три основных типа жилких кристаллов !ЖК): смектические, немаз ические, холестерические. В смектических ЖК молекулы расположены параллельно своим ллинным осям и образуют слои равной толщины, лежащие на равном расстоянии пру~ нал другом (рис.

3.23, а). Текучесть обеспечивается за счет взаимного скольжения слоев. В нематичееких ЖК оси молекул также параллельны, но они не образуют слоев и размещены хаотично (рис. 3.23, б). В них наблюдается скольжение вдоль длинных осей. На разных участках ориентация молекул различна и ЖК состоит из небольших областей, различающихся направлением ориентапии осей. Из-за эх ой неупорядоченности наблюдаются оптическая нсоннородность среды и сильное рассеивание света. Поэтому нематический ЖК мутный лля прохолящего и отраженного света. Однако с помощью внешних сил (электрического или магнитного поля) можно добиться оптической однородности среды и полного ее просветления, В колеетерических ЖК молекулы расположены слоями, как в смектических, однако их длинные оси параллельны плоскостям слоев, а направление их преимущественной ориентации !называемое директором) монотонно меняется от слоя к слою, поворачиваясь на некоторый угол (рис.

3.23, в). Распределение молекул имеет спиральный характер. Данные ЖК имеют большой показатель вращения плоскости поляризации. Пол воздействием внешних сил шаг спирали меняется и соответственно изменяется окраска вещества, освещенного белым светом Из большого количест.ва злектрооптлческнх явлений, характ.срных лля ЖК. в устройствах отображения информации в основном применяют эффект дива.начес кого рси сгеиваиил. твист-эффект, эффекпг гость .хозяин.

При их рассмотрении будем учитывпь то~ факт, что направление ориен1ации осей молекул в электрическом псле зависит оз знака лиэлектричес- ) 90 кой анизотропии. Диэлектрическая анизо гропия е, харак г еризует разницу диэлектрических постоянных е, и е, в направлениях, параллельном и перпендикулярном направлению преимущественной ориентации молекул. При е,>0 оси располагакзтся параллельно, а при а,<0 — перпендикулярно электрическому полю. Эффекгп дино»го геского рассеивания заключается в том, что при наложении электрического напряжения ЖК в элементарной индикаторной ячейке становится матовым 1мутггеет) и рассеивает свет. Это обусловлено тем, что при приложении электрического поля к слою ЖК с е,<0, слабо проводящему элекзрический ток, молекулы ориентируются поперек поля.

Движущиеся ионы, благодаря которым протекает электрический ток проводимости, стремятся нарушить эту ориентацию. При некотором значении тока проводимости, характеризуемом напряжением электрогидродинамической неустойчивости, возникает состояние турбулентного движения, при котором упорядоченносгь струкгуры нарушается и ЖК мутнеет.

Напряжение электрогидродинамической неустойчивости не более 5 — 6 В, пока молекулы успевают следовагь за значением электрического поля (до десятков кГц), и увеличивается до 150 — 200 В на частотах, где молекулы не успевают следовать за электрическим полем и совершают только колебагельные движения. Время «включения» при этом эффекте 50 — 500 мс и 150 — 180 мс «расходуется» па выключение. Твиснг-эффект заключается в изменении угла вращения плоскости поляризации под влиянием электрического поля. Он наблюдается в нематических ЖК с положительной диэлектрической анизотропией. Сущность его заключается в том, что у ЖК, находящихся между двумя светопроводящими пластинами, длинные оси молекул параллельны пластинам, а сами молекулы «скручены» в спираль, аналогичную холестерическому ЖК, причем оси молекул, находящихся около разных пластин, взаимно перпендикулярны (рис.

3.23, а). Слой скрученного нематического ЖК вращает плоскость поляризации проходящего света на угол, равный и/2. При приложении электрического напряжения все молекулы ориентируюгся вдоль поля 1материал с положительной диэлектрической анизотропией) и эффект скручивания пропадает (рис. 3.24, 6). Теперь слой ЖК не изменяет поляризации проходящего через него света.

Если пластины, между которыми расположены ЖК, представляют собой поляроиды, плоскости поляризации которых параллельны, то при наличии электрического поля свез будет проходить через систему, а при отсутствии - нет. При перпендикулярности плоскостей поляризации включенное и выключенное состояния противоположны вышерассмотренному. Твист-эффект относится к числу чисто полевых. При его использовании не требуется наличие электрического тока.

Он О ОООО Рис. 3 25. Констрэкцик ЖК-индиказорои, работаю1ззие на просвет (и) и отражение 1о) ц Э с еюяики .иоанн З «.еккивпее соелирс~р~ ва В ик:рвл Рис. 3 24 Расположение молекьл вблизи границ ори 1вист-зффск~е: и» обеспечивает получение хорошего контраста и проявляется при малых напряжениях 10,9---.1,5 В). Длительность переходного процесса включения — выключения 30- -200 мс. Эффект ггзгть . -хозяин наблнздается в ЖК, в которых растворен дихроичный краситель, избирательно поглошающий свет в зависимости от ориентации его молекул относительно падающего светового потока.

Его молекулы также имеют вытянутую форму. Молекулы ЖК ориентируют и переориентируют молекулы красителя в электрическом поле. В результате меняется степень поглощения, что хорошо обнаруживается в поляризованном свете. При этом требуется только один поляроид. Для холестерической структуры с малым шагом хорошая контрастность получается и без поляроида. Длительность переходных процессов установления стабильной окраски 30 — 500 мс, управляющее напряжение 2 — 1О В. Приборы, выполненные с использованием этого эффекта, в зависимости от использованного красриеля могут иметь различную окраску во включенном и выклкзченном состояниях. Типовая элементарная ячейка ЖК прибора для отображения информации состоиг из двух прозрачных стеклянных пластин, между которыми помещены ЖК, С внутренней стороны пластин расположены электроды.

Их количество и расположение берутся такими, чтобы можно было реализовать требуемое изображение. Если ячейка работает на просвет. то электроды на обеих пластинах выполняются прозрачными (рис. 3.25, а). При работе на отражение задний электрод выполняют непрозрачным (рис. 3.25, о). Для работы в условиях низкой освещенности создаегся подсветка. Для этого в ЖК-индикаторах, работающих на просвет, за задней пластиной размещазоз источник света. а у индикаторов, работающих на отражение.

источник света размещают спереди или сбоку. Индикаторы имеют форму тонкой пластины, к краям коророй подведены выводы элекзродов. Электролы выполняюз в виде звонких. почти нс видных па стекле токопроводящих полосок. Для 192 6) Рнс 3 26 Сегментный ~рскразрялный ЖК-инниказор. Рабоьно~ний на возраже- ниев; виа сверк> (н). снизу (й), >евонное обозназенис )в) подключения к схеме использунут специальные панели, имеющие эластичные выступы, сделанные из электропроводящей резины. Контактирование обеспечивается за счет механического прижатия индикаторов к панелям.

Отдельные конструкции имеют ленточные выводы, обеспечиваю)цие их распайку на платах. Широко распространены цифровые, буквенно-цифровые и мнемонические ЖК-индикаторы сегментного чипа, аналогичные показанным на рис. 3.26. В них прозрачные электроды выполнены в виде сегментов и — эж, от ко)орых сделаны отдельные выводы. Непрозрачный электрод К изготавливают единым с одним выводом. При подаче напряжения на общий электрод и выбранные прозрачные сегментные электроды под соответствующим сегментом появляется полоса, цвет которой резко отличается от окружающего фона.

Характеристики

Список файлов книги