Главная  Журналы 

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

Основой простейшего Ш1дикаторного элемента с использованием ЖК являются две стеклянные пластины. Вне зависимости от используемого электрооптического эффекта ЖКИ разделяются на два класса: индикаторы, работающие на просвет, и индикаторы, работающие на отражение. У первых (рис. ЗЛ,а) обе стеклянные пластины прозрачны; электродами служат прозрачные электропроводящие пленка (например, двуокись олова), между которыми по-, мещено ЖК вещество. За индикатором помещается источник света. Цвет и яр-

. кость индикатора определяются цветом и яркостью источника света. У вторых

• (рис. 3.1,6) «задний» электрод изготовлейв виде зеркала; иа соответствующую пластину наносится прозратаая, проводящая, отражающая свет пленка (например, плёнка алюминия, никеля, золота). Такой индикатор использует внешнее отражающее освещение (специальная подсветка отсутствует).

Конфигурация электродов индикатора определяется либо формой исходных стеклянных пластин, либо технологией металлизации. Как правило, пла- стииы и электроды плоские, но в ряде приборов внутренняя поверхность задней пластины имеет сложную форму (рис. 3.2), образующую ряд оптических элементов, обеспечивающих отражение излучения в направлении источника света. В ЖКИ, работающем на основе ДР, при приложении электрического поля

*>напряженностью около 5 кВ/см (примерно 30 В - к пленке ЖК толщиной 0,25 мм) молекулы переориентируются, возникают турбулентность н сильное оптическое рассеяние. Материал, прозрачный в отсутствие поля, становится непрозрачным. В таком ЖКИ. работающем иа отражение, задний электрод представляет собой зеркало, иа котором при подаче напряжения появляются участки молочно-белого цвета, форма которых соответствует конфигурации элект-

родов. Для повышения однородности и четкости изображения, а также срока службы на поверхность проводящих слоев наносится- тонкое химически инертное по отношению к ЖК оптически прозрачное покрытие. Материалом таких покрытий служат винилацетатные смолы, смолы на основе этилена, эпоксидные компаунды и т. п. (рис. 3.3).

Заднюю стеклянную пластину индикатора черият (рис. 3.4); тогда на черном фойе возникает белое изображение.

В ЖКИ с использОВанием ТЭ, работающем на отражение, стеклянные пластины расположены между двумя скрещенньши поляризаторами, за задним из которых помещен диффузный отражатель. Поверхности пластин, обращенные к ЖК, полируются, чтобы молекулы ЖК в слоях, прилегающих к иим, ориентировались во взаимно перпендикулярных направлениях; в промежуточных слоях осуществляется постепенный поворот направлений ориентации.

>

Мшподо-чврная

ис. 3.3. Защита отражающего электрода химически инертной пленкой: i - отражающий электрод; 2 - пленка

Рис. 3.4. Схема чернения стеклянной пластины



в отсутствие электрического поли свет в индикаторе следует за вращением молекул в ва выходе индикатора плоскость его поляризацш оказывается повернутой иа 90°; свет проходит через индгаатор. При наличии электрического поля ориентация молекул изменяется, плоскость поляризации света, проходящего через индикатор, не вращается и свет ие проходит чез индикатор. Так как отражатель диффузный, иа слабоокрашенном сером фойе отображаются темные зиакв.

В ЖКИ на основе ТЭ, работающем на просвет, поляризаторы устанавливают так, чтобы их плоскости поляризации были параллельны друг другу. Индикатор не пропускает с«ет в отсутствие электриче<хого поля и пропускает при подаче напряжения.

Опыт практического применения ЖКЙ на эффекте ДР и ТЭ выявил достоинства индикаторов этих типов, показал их конкурентоспособность с другими классами индикаторов. К числу достоинств таких ЖКИ отиоонтся высокая вффективность. Индикаторы на эффекте ДР характеризуются уровнем потребляемой мощности 5... 10 мкВт/см2 для постоянного тока (0,5... 1,0 мкА/см*) и 50 ...200 мкВт/см2 для переменного тока (2... 10 мкА/см*). Для индикаторов на основе ТЭ удельная потребляемая мощность составляет ве более 20 мкВт/ см* (менее 2 мкА/см*). По экономичности ЖКИ намного превосходят современные светоизлучающие диоды. К достоинствам ЖКИ на эффекте ДР и ТЭ можно отнести способность сохранить и увеличивать контраст изображения при повышении уровня внешней освещенности, прямую совместимость с КМОП микросхемами, обеспечивающую возможность низковольтного управления ЖКИ; рабочее напряжение ЖКИ на эффекте ДР ие превышает 20, а на ТЭ-5 В. Они имеют удобное конструктивное оформление. Иидакаторы плоские; толщина индикатора практически определяется толщиной двух .стекол и может сое тавлять 0,6 ...0,8 нм. Велика их долговечность при эксплуатации иа переменном токе - более 40 тыс. ч.

Вместе с тем ЖКИ характеризуются сравнительно низким быстродействием (десятки миллисекунд, особенно при пониженной темпервтуре) и явно выраженной зависимостью параметров от температуры окружающей среды.

Индикаторы иа эффекте ДР и ТЭ преимущественно применяются там, где экономичность играет решающую роль: в электронных наручных часах, микрокалькуляторах с автономным питанием, портативных многофункциональных измерительных приборах, индикаторах для переносных радиоприемников, магнитофонов, а1втомобильных индакаторных устройствах и т. п.

В индикаторах иа эффекте Г-X тонкий слой ЖК-«хозяина» взаимодействует с молекулами «гостя». Слой ЖК - хозяина за счет поглощения световой энергии прн .отсутствии электрического поля приобретает характерную для красителя (гостя) окраску; под воздействием элекпрического поля ои обесцвечивается. Но существуют, также вещества гостя и хозяина, в которых окрашивание происходит под воздействием электрического поля. Цветовые различия в индикаторах иа эффекте Г-X хорошо воспринимаются в условиях высокой -освещенности даже при небольшом яркостиом контрасте.

Жидкокристаллические индикаторы, предназначенные для работы в условиях низкой освещетностн (менее. 35 ksJu)- работают с подсветкой. Для подсветки используются лампы накаливания со средней мощностью примерно 0,5 Вт для знака высотой 2,5 см. Подсветка может быть создана различными



2 3



Рис. 3.5. Конструкции ЖКИ с подсветкой:

/ - ЖК; 2 - лаыпа подсветки; 3 - рефлектор; 4 - жалюзи; 5 - направление излучения лампы (сплошными лввЕями со стрелками показано оптимальное направление наблюдеии» изображения)

способами, например с использоваинем лампы накаливания, свет которой про-ходит через жалюзи, что обеспечивает удобство наблюдения изображетия в направлении, перпендикулярном поверхности индикации (рис. 3.5,а). Для увеличения угла обзора можно использовать две лампы накаливания (рис 3.5,6). Сверхминиатюрную лампу Накаливания можно встроить непосредственно между пластинами ЖК (рис. 3.5,в).

Для повышения механической прочности ЖКИ изготовляют с металлическими крышками (рис. 3.6), которые закрывают заднюю стеклянную пластину, слой ЖК и герметически соединяются с лицевой пластиной. Такое конструктивное решение повышает влагостойкость индикатора. Для этого же ЖКИ размещают в пластмассовых корпусах (рис. 3.7).

Один из возможных принципов построения аналогового ЖКИ иллюстрируется рис. 3.8. Источник опорного напряжения Uon подключен к выводам оптически прозрачного электрода, имеющего высокое сопротивление. Измеряемое напряжение Uhbm подано между одним из концов этого же электрода и электродом с низким сопротивлением. Распределение потенциала по длине индикатора при трех значениях измеряемого напряжения показано на рис. 3.8,6 (Ub3k=0, 0<UH8ii<Uon, ияам=иоп). Ивдикатор возбуждается, если результирующее напряжение иа жидком кристалле ub3m-bUonI превышает пороговое напряжение возникновения электрооптического эффекта Unop. Участок невоз>



3.6. Жидйокристаллический ин-• Дикатор с металлической крышкой:

- лицевая стеклянная пластина; 2 - задняя стеклянная пластина; 3 -ЖК; 4 - Ослеивающее соединение; -5 - место за-Хреплення крышки; 6- металлическая Вленка; 7 - металлическая крышка

Рис. 3.7. Жидкокристаллический индикатор в пластмассовом корпусе:

/ и 2 -стеклянные пластины; 3 -ЖК; 4 - склеивающее соединение; 5 -вывод; 6 - пластмассовый корпус





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