Устройство индикации на основе жидких кристаллов

     ЖК-индикаторы имеют преимущества по сравнению с  индикаторами на эффекте  динамического рассеяния (меньше рабочие токи 1-3 мкА/ см2 вместо 10 мкА/ см2, и поэтому большую  долговечность). Быстродействие ЖК на твист-эффекте гораздо выше, чем при использовании динамического рассеяния. 

     К недостаткам ЖК-индикаторов  на твист-эффекте  относится меньший, чем у индикаторов  на эффекте динамического  рассеяния, угол обзора, что связано с  узкой диаграммой направленности света при твист-эффекте и влиянием поляризаторов. Применение поляризаторов приводит к потерям до 50 % света, а также повышает стоимость индикаторов. 

     Индикаторы  без поляризаторов  могут быть созданы  на основе эффекта  «гость-хозяин». Стержневидные  молекулы красителя (гость) вводятся в ЖК (хозяин). Молекулы красителя стремятся ориентироваться параллельно осям молекул ЖК (рис. 3.5). 

     Рис. 3.5 - Работа ЖК-ячейки на эффекте «гость-хозяин» при напряжениях:

     а - нулевом; б - превышающем  пороговое; 1 - молекулы красителя; 2 - молекулы ЖК 

     В начальном состоянии, при нулевом напряжении на ЖК-ячейке, свет с  любым направлением поляризации поглощается (рис. 5.4, а). При наложении  достаточно сильного электрического поля ЖК-вещество переходит  в состояние, в  котором все молекулы красителя ориентированы вертикально, а падающий на ячейку свет свободно проходит сквозь нее (рис. 5.4, б). 

     Описанная система перспективна, так как позволяет  получить почти черное позитивное изображение  на белом фоне при  высокой яркости  и достаточно широком угле обзора. Контраст у индикаторов на эффекте «гость-хозяин» несколько хуже вследствие поглощения света красителем.Для получения низких управляющих напряжений (единицы вольт) зазор между пластинами должен быть небольшим (~10-3 см), а используемая жидкость должна иметь круто нарастающую вольт-контрастную характеристику (рис. 3.1). 

     Характерно, что стоимость  ЖКИ (в отличие  от полупроводниковых) очень мало зависит от их площади — изготавливаются приборы с высотой цифр от 3 до 500 мм. Используются конструкции, работающие как в отраженном свете (большинство типов), так и в проходящем. Все ЖКИ работают на переменном токе; при попытках использовать постоянное управляющее напряжение оказываются существенными электролитические эффекты и срок службы прибора становится недопустимо малым. 

     Жидкие  кристаллы представляют собой достаточно удобную основу для  создания информационных табло повышенной информационной емкости и экранов малокадрового телевидения. Причины этого—малая потребляемая мощность, высокая контрастность, низкое питающее напряжение, технологичность. Основные сложности связаны со схемами управления:     низкое быстродействие ЖКИ затрудняет использование мультиплексных режимов, приводит к созданию ЖК матриц с большим количеством внешних  выводов.  Перспективы   преодоления этой проблемы видятся в разработке конструкции экрана, в которой вместо одной  из  стеклянных обкладок обычного    ЖКИ    используется кремниевая  пластина, содержащая схему управления и имеющая на своей поверхности   матрицу элементарных электродов. 

     Каждый  из этих электродов является оптическим отражателем. Такое технологическое совмещение растра и схемы управления резко сокращает число внешних выводов. 

     Достоинства ЖК-индикаторов заключаются  в следующем:  

- малая потребляемая мощность (110 мкВт/см2); 

- работа при высоком  уровне внешней  освещенности; 

- простота конструкции  и технологии изготовления; 

- низкая стоимость,  низкое рабочее  напряжение. 

     К основным недостаткам  ЖК-индикаторов следует  отнести узкий  диапазон рабочих температур (от -10 до +60° С), длительные переходные процессы, к тому же зависящие от температуры. 

     Совершенствование ЖКИ ведется в  направлении получения  цветных изображений (для этого привлекаются иные, отличные от описанных, электрооптические эффекты), повышения быстродействия, долговечности (значения, близкие к 105 ч, представляются вполне реальными), создания элементов с встроенной памятью. 

     В настоящее время  проводятся работы по созданию матричных  ЖК-индикаторов. Значительные успехи достигнуты в  создании полицветных ЖК-индикаторов с использованием цветных светофильтров. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература: 

3.Ю.  Готра, Л.К. Вистинь,  В.В. Пархоменко, Л.М.  Смеркло «Индикаторные устройства на жидких кристаллах» 1980 Москва 

Интернет: 

http://works.tarefer.ru/89/100330/index.html 

http://www.erudition.ru/referat/ref/id.24370_1.html 

http://www.referatshop.ru/view/003y30008.php