Классификация ЖК-дисплеев
Существуют различные классификации электрооптических режимов жидкокристаллических дисплеев (ЖКД).
Коротко о работе ЖК-дисплея
[ редактировать ]Работу TN, VA и IPS- LCD можно резюмировать следующим образом:
- хорошо выровненная конфигурация ЖК деформируется приложенным электрическим полем,
- эта деформация изменяет ориентацию локальной оптической оси ЖК относительно направления распространения света через слой ЖК,
- это изменение ориентации меняет состояние поляризации света, распространяющегося через слой ЖК,
- это изменение состояния поляризации преобразуется в изменение интенсивности за счет дихроичного поглощения, обычно с помощью внешних дихроичных поляризаторов .
Активация
[ редактировать ]Жидкие кристаллы можно выравнивать как магнитными, так и электрическими полями. Сила требуемого магнитного поля слишком велика, чтобы ее можно было использовать в дисплеях.
Один электрооптический эффект с ЖК требует прохождения тока через ЖК-ячейку; все остальные практикуемые электрооптические эффекты требуют только электрического поля (без тока) для выравнивания ЖК.
| Электрооптические эффекты в жидких кристаллах. ЖК можно выравнивать с помощью электрических и магнитных полей. | |
| эффекты электрического поля | электрогидродинамические эффекты |
|---|---|
| электрическое поле выравнивает жидкий кристалл ток не требуется (для работы требуется очень низкая мощность). | образование и рассеяние доменов, индуцированное током для активации требуется ток. |
| Эффект витого нематического поля | режим динамического рассеяния, DMS |
Визуальная информация может генерироваться процессами
| |
Эффекты поглощения
[ редактировать ]Состояние поляризации света, проходящего через слой ЖК, не может быть воспринято людьми-наблюдателями, оно должно быть преобразовано в интенсивность (например, яркость), чтобы стать видимым. Это достигается за счет поглощения дихроичными красителями и дихроичными поляризаторами.
| Эффекты поглощения | |
| внутреннее поглощение (дихроичные красители, растворенные в ЖК) , гостевые ЖК-дисплеи | внешние дихроичные поляризаторы |
|---|---|
| нескрученные конфигурации с дихроичными красителями [1] | электрически управляемое двойное лучепреломление, ECB |
| витые конфигурации с дихроичными красителями | витое нематическое поле , [2] ТН |
| сверхзакрученные нематические эффекты, STN , общий поворот > 90° SBE (эффект сверхскрученного двойного лучепреломления) [3] | |
| эффекты переключения в плоскости, IPS [4] эффект переключения краевого поля, FFS | |
| вертикально выровненные эффекты, ВА [5] многодоменное вертикальное выравнивание, MVA [6] вертикальное выравнивание с узором, ПВА [7] | |
| PI-ячейка [8] (также известный как OCB-ячейка) OCB: оптически компенсированный изгибный режим | |
| холестерико-нематический фазовый переход с дихроичными красителями [9] | |
Полимерные дисперсные жидкие кристаллы
[ редактировать ]Жидкие кристаллы с низкой молекулярной массой можно смешивать с полимерами с высокой молекулярной массой с последующим фазовым разделением с образованием своего рода губчатой матрицы, наполненной каплями ЖК. Внешнее электрическое поле может выровнять ЖК так, чтобы его индекс совпадал с индексом полимерной матрицы, переключая эту ячейку из молочного (рассеивающего) состояния в прозрачное состояние. Когда дихроичные красители растворены в ЖК, электрическое поле может переключить PDLC из поглощающего состояния в достаточно прозрачное состояние.
Когда количество полимера мало по сравнению с количеством ЖК, разделения обоих компонентов не будет, но полимер образует анизотропную волокнистую сетку внутри ЖК, которая стабилизирует состояние, в котором он образовался. Таким образом, можно контролировать определенные физические свойства (например, упругость, вязкость и, следовательно, пороговые напряжения и время отклика соответственно).
| Полимерные дисперсные жидкие кристаллы PDLC | |
|---|---|
|
|
| |
Бистабильные ЖК-дисплеи
[ редактировать ]Для некоторых приложений бистабильность электрооптических эффектов очень выгодна, поскольку оптический отклик (визуальная информация) сохраняется даже после прекращения электрической активации, что экономит заряд батареи. Эти эффекты полезны, когда отображаемая визуальная информация меняется только через длительные промежутки времени (например, электронная бумага, электронные ценники и т. д.).
| Бистабильные ЖК-дисплеи | ||
|---|---|---|
| сегнетоэлектрические ЖК | холестерические ЖК | нематические ЖК |
| бистабильные сегнетоэлектрические ЖК-дисплеи | бистабильные холестерические ЖК-дисплеи с фазовым переходом | бистабильные нематические дисплеи |
| ||
| ||
Уменьшение изменений направления просмотра на ЖК-дисплеях
[ редактировать ]С направлением распространения света в слое ЖК меняется и состояние поляризации света и, как следствие, меняется интенсивность и спектральное распределение прошедшего света. Чтобы свести к минимуму такие нежелательные изменения, в реальных ЖК-дисплеях используются два подхода: многодоменные подходы и применение внешних слоев двулучепреломления (листов замедлителя).
| Уменьшение изменений направления просмотра на ЖК-дисплеях | |
|---|---|
| многодоменные подходы | (двулучепреломляющая) компенсация листа замедлителя |
| визуальное усреднение микроскопических областей с различные свойства направления обзора | коррекция нежелательных эффектов в ЖК внешними двулучепреломляющими (полимерными) слоями. |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хейлмайер, Г.Х.; Занони, Луизиана (1968). «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГОСТЯ-ХОЗЯИНА В НЕМАТИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛАХ. НОВЫЙ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ». Письма по прикладной физике . 13 (3). Издательство АИП: 91–92. дои : 10.1063/1.1652529 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Шадт, М.; Хелфрич, В. (15 февраля 1971 г.). «НАПРЯЖЕНИЕ ЗАВИСИМАЯ ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СКРУЧЕННОГО НЕМАТИЧЕСКОГО ЖИДКОГО КРИСТАЛЛА». Письма по прикладной физике . 18 (4). Издательство АИП: 127–128. дои : 10.1063/1.1653593 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Шеффер, Ти Джей; Неринг, Дж. (15 ноября 1984 г.). «Новый жидкокристаллический дисплей с высокой степенью мультиплексирования». Письма по прикладной физике . 45 (10). Издательство AIP: 1021–1023. дои : 10.1063/1.95048 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Сореф, Р.А. (15 февраля 1973 г.). «Эффекты поперечного поля в нематических жидких кристаллах». Письма по прикладной физике . 22 (4). Издательство АИП: 165–166. дои : 10.1063/1.1654597 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Шикель, МФ; Фареншон, К. (15 ноября 1971 г.). «Деформация нематических жидких кристаллов вертикальной ориентации в электрических полях». Письма по прикладной физике . 19 (10). Издательство АИП: 391–393. дои : 10.1063/1.1653743 . ISSN 0003-6951 .
- ^ К. Омуро и др., Дайджест SID'97, стр. 845
- ^ Д.О. Кваг и др., SID'00 Digest, стр. 1077
- ^ Бос, Филип Дж.; Келер/Беран, К. Рики (1984). «Пи-ячейка: быстрое жидкокристаллическое устройство оптического переключения». Молекулярные кристаллы и жидкие кристаллы . 113 (1). Информа UK Limited: 329–339. дои : 10.1080/00268948408071693 . ISSN 0026-8941 .
- ^ Уайт, Дональд Л.; Тейлор, Гэри Н. (1974). «Новое отражающее жидкокристаллическое устройство отображения с поглощающим режимом». Журнал прикладной физики . 45 (11). Издательство AIP: 4718–4723. дои : 10.1063/1.1663124 . ISSN 0021-8979 .
- ^ Берреман, Д.В.; Хеффнер, WR (1980). «Новый бистабильный холестерический жидкокристаллический дисплей». Письма по прикладной физике . 37 (1). Издательство АИП: 109–111. дои : 10.1063/1.91680 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Г. П. Браун, Proc. ИДРК 2000, с. 76
Литература
[ редактировать ]- Почи Йе, Клэр Гу, Оптика жидкокристаллических дисплеев, John Wiley & Sons, 1999 г.
- Д.К. Ян, С.Т. Ву, Основы жидкокристаллических устройств, серия Wiley SID в области технологий отображения, 2006 г.