Слаботочка Книги

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 [87] 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119

/777777777777777777

МММ МММ

Г7777777777777777Т

Вид сбоку

Вид сВерху

Рис. 8.5. Твист-эффект в жидких кристаллах: расположение больших осей молекул вблизи границ при отсутствии (а) и приложении (б) электрического поля

молекул постепенно меняется от верхней граничной ориентации к нижней. Технологически скручивание достигается многими способами: натиранием стеклянных пластин во взаимно перпендикулярных направлениях, косым напылением пленок моноокиси кремния или германия, нанесением поверхностно-ориентирующих слоев органических поверхностно-активных покрытий и т. п. Слой скрученного нематического ЖК поворачивает плоскость поляризации проходящего света на п12. Если к ячейке приложить электрическое поле, то при условии положительной диэлектрической анизотропии ЖК все молекулы сориентируются вдоль поля, эффект скручивания пропадет и изменения поляризации света не произойдет. При помещении на входе и выходе ЖК ячейки поляризатора и анализатора модуляция поляризации преобразуется в амплитудную. Твист-эффект в отличие от эффекта динамического рассеяния является чисто полевым, а не токовым. Это дает существенный выигрыш в энергопотреблении. Кроме того, при твист-эффекте существенно больше углы обзора и выше разрешающая способность.

Эффект «гость - хозяин» проявляется в тонких слоях нематического ЖК (с положительной диэлектрической анизотропией), легированного примесями красителя (рис. 8.6). В отсутствие поля смесь гомогенна и эффективное поглощение поляризованного света комплексом молекула нематика («хозяина») - молекула красителя («гость») придает слою окраску, характерную для красителя. Приложение поля изменяет ориентацию молекул нематика так, что поглощение света ослабевает и слой становится бесцветным (или слабо окрашенным). Ценность данного эффекта для ЖКИ заключается в возможности отображения цветных изображений, причем свобода в выборе цвета практически безгранична.

Термооптический эффект фазового перехода заключается в следующем. Пропускание импульса тока через определенный участок ЖК смектического типа приводит к его локальному иа-264

Рис. 8.6. Эффект «гость - хозяин»:

а - ориентация молекул в отсутствие поля (/ - молекула красителя; 2 - металлические контакты; 3 -стеклянные пластины; 4 - поляризатор; 5 - молекула ЖК); б -ориентация ыолекул после приложения напряжения; е, г - спектры поглощения в невозбужденном и

возбужденном состояниях

греву И переходу в изотропную или беспорядочно ориентированную фазу. Во время последующего резкого охлаждения (после прекращения импульса) при переходе через некоторую температуру ЖК приобретает нематическую структуру, при этом ориентация его молекул оказывается чувствительной к воздействию электрического поля: охлаждение в присутствии поля возвращает вещество в прозрачное состояние, охлаждение без поля - в сильно деформированную непрозрачную текстуру. И то, и другое состояния сохраняются достаточно долго (запоминаются), благодаря чему не требуется регенерации изображения, что в конечном счете упрощает схему управления. Стирание непрозрачного состояния осуществляется пу.ем проп}екания дополнительного токового импульса локального нагрева. Эффект интересен наличием памяти, что играет решающую роль при организации схем управления бопьшими экранами.

Известен ряд других электрооптических эффектов в ЖК, но они значительно реже применяются в индикаторах. Заметим в

заключение, что, говоря об ориентации молекул, следует иметь в виду статистический характер этого процесса; в теории используется вектор преимущественной ориентации (директор), усред-ненно характеризующий рассматриваемый микрообъем (см. рис. 8.3).

Устройство ЖКИ достаточно простое (рис. 8.7): кроме двух стеклянных пластин, между которыми помещен слой ЖК, в конструкцию входят элементы герметизации, пленочные прозрачные электроды, определяющие конфигурацию отображаемых фрагментов, внешние выводы, пластины поляризатора и анализатора (когда это необходимо). Чаще всего ,ЖКИ работают на отражение, иногда - на просвет. К достоинствам ЖКИ относятся малая потребляемая мощность (до 10 мкВт/см), низкое напряжение возбуждения (2...20 В) и, как следствие, совместимость с МДП-микросхемами, высокий контраст в условиях сильной внешней засветки, простота реализации и малых (1,5...3 мм), и больших (до 500 мм) знаков, панельная плоская конструкция, широкий выбор исходных ЖК, простота технологического процесса и низкая стоимость.

К числу недостатков ЖКИ относятся узкий диапазон рабочих температур, сложность мультиплексного режима работы (из-за относительно медлениой переориентации молекул), необходимость внешней засветки, небольшой угол обзора.

Основные направления развития ЖКИ связаны с созданием больших экранов (см. § 8.3), обеспечением многоцветности, улучшением эксплуатационных свойств.

Вакуумные люминесцентные индикаторы (ВЛИ). Физической основой работы этих приборов служит явление низковольтной катодолюминесценции (НВК), т. е. свечение люминофора при его бомбардировке медленными электронами (с энергией до 100 эВ). В отличие от высоковольтной катодолюминесценции хорошо

Рис. 8.7. Устройство ЖКИ:

/ - паяяроидные п.пастины; 2 - прозрачные электроды; 3 - ограничитель-фиксатор; - стеклянные обкладки

Рис. 8.8. Устройство одноразрядного вакуумного люминесцентного индикатора :

/ -плата; 2, 7 - проводящие слон; 3 - вывод; 4 - .люминофор: 5 - экранирующий .электрод; 6 - сетка; 8 - катод

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 [87] 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119