ПЛОСКОПАНЕЛЬНІ МОНІТОРИ НА РІДКИХ КРИСТАЛАХ

Рідкі кристали (РК)

До них відносять рідини, що володіють в певному діапазоні температур анізотропією, характерною для твердих кристалів. Анізотропія або залежність фізичних властивостей від напряму, обумовлена сигарообразной формою молекул РК і впорядкованістю їх розташування. У моніторах використовується зміна оптичних властивостей термотропних (отриманих плавленням) ЖК при впливі зовнішнього електричного поля. ЖК-осередки для плоских екранів сучасних моніторів будують на основі твіст-ефекту в нематичних РК, для яких характерна впорядкована по всьому

Принцип формування растра з Δ-подібним розташуванням електронних гармат

Мал. 8.3. Принцип формування растра з Δ-подібним розташуванням електронних гармат

обсягом орієнтація молекул за відсутності зовнішніх впливів.

Пояснимо сутність твіст-ефекту на прикладі твістірованной нематической (Twisted Nematic) осередки, яка представляє собою тонкий шар нематических ЖК, укладений між верхньою і нижньою скляними підкладками (рис. 8.4), на які нанесені канавки у взаємно перпендикулярних напрямках. Верхню підкладку називають поляризатором, нижню - аналізатором. Вектори поляризації поляризатора (E n ) і аналізатора (E) розгорнуті на 90 °. Завдяки розвороту векторів E n і E n під час відсутності зовнішнього електричного поля створюється структура молекул з закруткою на 90 ° між верхнім і нижнім шарами молекул (рис. 8.4, а). Таку структуру називають твістірованной структурою молекул.

При відсутності зовнішнього електричного поля падаюча світлова хвиля з довільною поляризацією проходить через верхню підкладку і набуває поляризацію Е,

Пояснення суті твіст-ефекту

Мал. 8.4. Пояснення суті твіст-ефекту

збігається з напрямком (E a ) поздовжніх осей молекул верхнього шару твістірованной структури. Твістірованная структура молекул пропускає світлову хвилю, змінюючи її поляризацію. При досягненні нижнього шару молекул вектор електричного поля E розгортається на 90 °. Так як його напрямок збігається з напрямком поляризації аналізатора Е а, світлова хвиля вільно проходить через нижню підкладку.

При наявності зовнішнього електричного поля з напруженістю E b > 0,3 В / мкм молекули рідкокристалічного речовини змінюють свою орієнтацію. Їх поздовжня вісь розташовується паралельно вектору зовнішнього електричного поля E b (див. Рис. 8.4, б). Твістірованная структура молекул зникає. При проходженні світлової хвилі через шар ЖК її поляризація зберігається. Вектор напруженості електричного поля E світлової хвилі виявляється розгорнуть на 90 ° щодо вектора поляризації аналізатора E a. Світловий потік через нижню підкладку не проникає.

Розглянутої технології Twisted Nematic притаманний ряд недоліків:

  • • низькі контрастність, яскравість і насиченість зображення і сильна їх залежність від зовнішніх засвічень;
  • • великий час (до 500 мс) зміни структури молекул РК, що не дозволяє виводити на екран монітора динамічні зображення;
  • • обмежений кут видимості світиться зображення та ін.

Удосконалення РК-осередків йшло по шляху:

  • • збільшення кута закручування молекул твістірованних структур до 270 °. Такі осередки отримали назву сверхзакрученних нематических осередків, а технологія - Super Twisted Nematic (STN). Відповідно до властивості ЖК збільшення кута закручування молекул підвищується контрастність;
  • • об'єднання двох осередків з одночасним закручуванням молекул в протилежних напрямках - технологія Dual Super Twisted Nematic (DSTN);
  • • подвійного сканування екрану, що дозволяє підвищити швидкодію ЖК-осередків. При цьому екран розбивається на парні і непарні рядки, оновлення яких виконується одночасно. Таке сканування спільно з використанням більш рухливих молекул дозволило знизити час реакції ЖК-осередки до 150 мс і значно підвищити частоту оновлення екрану;
  • • використання для індивідуального управління осередком вбудованих тонкоплівкових транзисторів - технологія Thin Film Transistor (TFT). Транзисторний ключ за допомогою напруги близько 0,7 В дозволяє комутувати напругу в десятки вольт. Така технологія отримала назву технології активних осередків. Вона дозволила не тільки значно підвищити яскравість і контрастність РК-моніторів, збільшити кут зору, але і створити на основі активної ЖК-матриці кольоровий монітор. Елемент такої матриці містить три ЖК-осередки, кожна з яких має світлофільтром одного з трьох основних кольорів і управляється тонкоплівкових транзисторів. Змінюючи рівень поданого на транзистор керуючого сигналу, можна регулювати яскравість кожної клітинки тріади.
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >