Электрооптические свойства жидкокристаллических ячеек с повышенной крутизной вольт-контрастной характеристики

• Автор: Калашников, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 86 с. : ил.

Содержание
стр №
Введение
Глава 1.Литературный обзор
Глава2,Методика эксперимента и исследуемые вещества
2.1.Исследуемые жидкокристаллические материалы и их свойства
2.2.Конструкция жидкокристаллических ячеек
2.3.Схема измерения электрооптических
характеристик
ГлаваЗ.Методы повышения эффективной крутизны вольт-контрастной характеристики
электрооптического эффекта
ЗЛ.Электрооптический отклик ячейки с двумя ЖК
слоями
3.2.Бистабильное переключение света ЖК ячейками, последовательно соединенными
сегнетоэлектрическими кристаллами
триглицинсульфата (ТГС)
Глава4.Исследование кремнийорганических пленок для управления углом ориентации ЖК
4.1. Состав пленок и методы их нанесения
4.2. Физико-химические свойства пленок
Глава5.Исследование оптоэлектронных элементов с
нематическими ЖК
5.1. Бистабильность
5.2. Автоколебания

5.3. Логические операции
Выводы
Литература
Введение

Быстро развивающиеся вычислительная техника, радиоэлектроника, автоматика, а также, другие отрасли науки и техники ощущают острую потребность в высокоэкономичных, безопасных, совместимых с интегральными схемами устройств отображения информации (дисплеях). Наряду с известными газоразрядными (плазменными), катодолюминесцентными, полупроводниковыми и элеюролюминесцентными дисплеями ее обеспечивает относительно новый класс индикаторов, известных под названием жидкокристаллических (ЖКД), т.е.- устройств отображения информации работающих на основе жидких кристаллов. Жидкокристаллическая фаза - это состояние, которое для ряда веществ является промежуточным между кристаллическим твердым и изотропным жидким. Этой фазе присущи свойства как обычной жидкости (текучесть), так и твердого кристалла (например двулучепреломление). Именно такое сочетание свойств привело к понятию жидкий кристалл, по сути внутренне противоречивому. Множество исследований посвящено конкретно электрооптике жидких кристаллов [1,2], развитие которой стимулируется широкими возможностями их практического применения. Особое место занимают электрооптические эффекты (твист-эффект, Б- и В-эффекты), физика которых исследована наиболее полно и на основе которых созданы серийно выпускаемые индикаторы наручных электронных часов, микрокалькуляторов и другие электрооптические устройства.
Основная проблема создания изображения в жидкокристаллическом дисплее - это получение высокого контраста, градаций и необходимого быстродействия. В пассивно и активно адресуемых дисплеях эти задачи решаются по разному. При пассивном методе управления используется высокая крутизна вольт-контрастной характеристики (ВКХ) электрооптического эффекта. При обычной (активной) адресации используется высокая крутизна вольт-амперной характеристики тонкопленочного транзистора или диода.
В настоящей работе исследуются изменения характеристик электрооптического эффекта за счет использования нелинейной зависимости емкости от напряжения жидкого кристалла.
В последнее время наблюдается опережающее развитие активноматричных дисплеев по сравнению с пассивноуправляемыми. В первую очередь это связано с лучшими эргономическими характеристиками твист-эффекта по сравнению с

что оптические эффекты, связанные с поверхностно-стабилизированными смесями сегнетоэлектриков, наиболее подходят для создания быстродействующих
высокоинформативных дисплеев. Специфика адресации сегнетоэлектрических дисплеев заключается в сохранении стабильных состояний «выключено/включено» ЭО, и в способности ЖК со спонтанной поляризацией реагировать на смену полярности управляющего сигнала. Управление дисплеем осуществляется обычной разверткой строк при одновременном приложении информационных сигналов к столбцам матрицы. В процессе развертки на ЭО выбранной строки формируется эффективное напряжение, способное переориентировать молекулы ЖК в направлении, отвечающем одному из бистабильных состояний. На прочих ЭО отслеживаются импульсы с амплитудой напряжения ниже порогового. На рис. 1.4.2 приведена схема мультиплексирования, согласно которой можно формировать положительные и отрицательные импульсы напряжения, используя один источник питания.
Каждому сигналу переключения предшествует импульс, обеспечивающий компенсацию полярности постоянного напряжения. На всех неадрессуемых элементах матрицы формируются последовательно импульсы амплитуды У/З и противоположной полярности, которые создают переменное напряжение, стабилизирующее оптические состояния. Они разделяются периодами нулевого напряжения, препядствующими образованию потенциала выше V. В представленной схеме возбуждения адресация включенного и выключенного состояний происходит одновременно, т.е. для каждого нового кадра используется одна развертка. Отношение выборки 3:1 сохраняется независимо от числа строк. Следовательно, степень мультиплексности практически неограниченна и для уровня более 1000:1 реализуется без ощутимых потерь в контрасте.
Проследим особенности адресации сегнетоэлектрических дисплеев на примере. Простая форма управляющего сигнала Уо (рис. 1.4.3) подаваемого на включенный ЭО, содержит периоды записи Т), хранения информации Т2 и период половинного амплитудного сигнала записи Т3. По такой схеме адресации включенное и выключенное состояния ЭО определяются порядком следования фаз Т] и Т3. Изменению ориентации молекул ЖК соответствует изменение очередности фаз, после чего полученные направления ориентации сохраняются поддерживающим напряжением.