ЖК-классификация - LCD classification

Есть разные классификации электрооптических режимов жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи).

Краткое описание работы ЖК-дисплея

Эксплуатация ТН, ВА и ИПС-ЖК-дисплеи можно резюмировать следующим образом:

  • хорошо ориентированная конфигурация ЖК деформируется приложенным электрическим полем,
  • эта деформация изменяет ориентацию локальной оптической оси ЖК по отношению к направлению распространения света через слой ЖК,
  • это изменение ориентации меняет поляризация состояние света, распространяющегося через слой ЖК,
  • это изменение состояния поляризации преобразуется в изменение интенсивности на дихроичный поглощение, обычно внешним дихроичным поляризаторы.

Активация

Жидкие кристаллы можно выравнивать как магнитными, так и электрическими полями. Сила необходимого магнитного поля слишком велика, чтобы ее можно было использовать для дисплеев.

Один электрооптический эффект с ЖК требует прохождения тока через ЖК-ячейку; все другие применяемые на практике электрооптические эффекты требуют только электрического поля (без тока) для юстировки ЖК.

Электрооптические эффекты в жидких кристаллах

Юстировку ЖК можно производить с помощью электрического и магнитного полей.

эффекты электрического поляэлектрогидродинамические эффекты
электрическое поле выравнивает жидкий кристалл
ток не требуется (для работы требуется очень низкая мощность).		образование и рассеяние доменов под действием тока
требуется ток для активации.
эффект закрученного нематического полярежим динамического рассеяния, DMS
Визуальная информация может генерироваться процессами
  • поглощение (либо дихроичными красителями в ЖК, либо внешними дихроичными поляризаторами),
  • рассеяние
  • сопоставление индексов (например, голографические PDLC).

Эффекты поглощения

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 растворены в ЖК), гостевые ЖК-дисплеи		внешние дихроичные поляризаторы
нескрученные конфигурации с дихроичными красителями [1]электрически управляемое двулучепреломление, ECB
скрученные конфигурации с дихроичными красителямизакрученный нематический полевой эффект,[2] TN
сверхзакрученные нематические эффекты, STN, общий поворот> 90 °

SBE (эффект сверхскрученного двойного лучепреломления) [3]
DSTN: двухслойный эффект STN
FSTN: скрученный нематический эффект с компенсацией фольги (фольга = лист замедлителя схватывания)

эффекты переключения в плоскости, IPS [4]
эффект переключения краевого поля, FFS
вертикальные эффекты, ВА [5]
многодоменное вертикальное выравнивание, MVA [6]
узорчатое вертикальное выравнивание, ПВА [7]
PI-ячейка [8] (он же OCB-клетка)
OCB: режим изгиба с оптической компенсацией
холестерико-нематический фазовый переход с дихроичными красителями [9]

Полимерные диспергированные жидкие кристаллы

Жидкие кристаллы с низкой молекулярной массой могут быть смешаны с полимерами с высокой молекулярной массой с последующим фазовым разделением, чтобы сформировать своего рода губчатую матрицу, заполненную каплями ЖК. Внешнее электрическое поле может выровнять ЖК так, чтобы его индекс соответствовал индексу полимерной матрицы, переключая эту ячейку из молочного (рассеивающего) состояния в прозрачное прозрачное состояние. Когда дихроичные красители растворяются в ЖК, электрическое поле может переключить PDLC из поглощающего состояния в довольно прозрачное состояние.

Когда количество полимера мало по сравнению с количеством ЖК, разделения обоих компонентов не будет, но полимер образует анизотропную волокнообразную сеть внутри ЖК, которая стабилизирует состояние, в котором он был сформирован. Таким образом, можно контролировать определенные физические свойства (например, эластичность, вязкость и, следовательно, пороговые напряжения и время отклика соответственно).

Полимерные диспергированные жидкие кристаллы
PDLC
  • абсорбирующие ПДЛК, легированные красителями
  • рассеивающие PDLC
  • голографические PCLC
  • ЖК-дисплеи, стабилизированные полимером

Бистабильные ЖК-дисплеи

Для некоторых приложений бистабильность электрооптических эффектов очень выгодна, поскольку оптический отклик (визуальная информация) сохраняется даже после удаления электрического включения, что позволяет экономить заряд батареи. Эти эффекты полезны, когда отображаемая визуальная информация изменяется только через длительные интервалы (например, электронная бумага, электронные ценники и т. Д.).

Бистабильные ЖК-дисплеи
сегнетоэлектрические ЖКхолестерические ЖКнематические ЖК
бистабильные сегнетоэлектрические ЖК-дисплеибистабильные холестерические ЖК-дисплеи с фазовым переходомбистабильные нематические дисплеи
  • скрученные-раскрученные бистабильности
    (Поворот на 180 ° / 360 °) [10]
  • бистабильные закрученные нематические эффекты, БТН
  • зенитные бистабильности [11]
  • азимутальные бистабильности

Уменьшение отклонений от направления просмотра на ЖК-дисплеях

С направлением распространения света в ЖК-слое изменяется также состояние поляризации света, и, как следствие, изменяется интенсивность и спектральное распределение проходящего света. Чтобы свести такие нежелательные отклонения к минимуму, в реальных ЖК-дисплеях используются два подхода: многодоменные подходы и применение внешних слоев двойного лучепреломления (листов замедлителя).

Уменьшение отклонений от 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.

Рекомендации

  1. ^ Heilmeier, G.H .; Занони, Л. А. (1968). «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ГОСТЯМИ В НЕМАТИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛАХ. НОВЫЙ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ». Письма по прикладной физике. Издательство AIP. 13 (3): 91–92. Дои:10.1063/1.1652529. ISSN  0003-6951.
  2. ^ Schadt, M .; Хельфрих, В. (1971-02-15). «ЗАВИСИМОСТЬ ОТ НАПРЯЖЕНИЯ ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СКРУЧЕННОГО НЕМАТИЧЕСКОГО ЖИДКОГО КРИСТАЛЛА». Письма по прикладной физике. Издательство AIP. 18 (4): 127–128. Дои:10.1063/1.1653593. ISSN  0003-6951.
  3. ^ Scheffer, T. J .; Неринг, Дж. (1984-11-15). «Новый жидкокристаллический дисплей с высокой степенью мультиплексирования». Письма по прикладной физике. Издательство AIP. 45 (10): 1021–1023. Дои:10.1063/1.95048. ISSN  0003-6951.
  4. ^ Сореф, Р.А. (1973-02-15). «Эффекты поперечного поля в нематических жидких кристаллах». Письма по прикладной физике. Издательство AIP. 22 (4): 165–166. Дои:10.1063/1.1654597. ISSN  0003-6951.
  5. ^ Schiekel, M. F .; Фареншон, К. (1971-11-15). «Деформация нематических жидких кристаллов с вертикальной ориентацией в электрических полях». Письма по прикладной физике. Издательство AIP. 19 (10): 391–393. Дои:10.1063/1.1653743. ISSN  0003-6951.
  6. ^ К. Омуро и др., Дайджест SID'97, стр. 845
  7. ^ Дж. О. Кваг и др., SID'00 Digest, стр. 1077
  8. ^ Бос, Филип Дж .; Келер / Беран, К. Рики (1984). "Пи-ячейка: быстрый жидкокристаллический оптический переключатель". Молекулярные кристаллы и жидкие кристаллы. Informa UK Limited. 113 (1): 329–339. Дои:10.1080/00268948408071693. ISSN  0026-8941.
  9. ^ Белый, Дональд Л .; Тейлор, Гэри Н. (1974). «Новое устройство отображения на жидких кристаллах с отражающим режимом поглощения». Журнал прикладной физики. Издательство AIP. 45 (11): 4718–4723. Дои:10.1063/1.1663124. ISSN  0021-8979.
  10. ^ Берреман, Д. В .; Хеффнер, В. Р. (1980). «Новый бистабильный холестерический жидкокристаллический дисплей». Письма по прикладной физике. Издательство AIP. 37 (1): 109–111. Дои:10.1063/1.91680. ISSN  0003-6951.
  11. ^ Г. П. Браун, Proc. IDRC 2000, стр. 76

Литература

  • Почи Йе, Клэр Гу, Оптика жидкокристаллических дисплеев, John Wiley & Sons, 1999
  • Д.К. Ян, С. Ву, Основы жидкокристаллических устройств, Серия Wiley SID в технологии отображения, 2006 г.