SU1534497A1 - Светоклапанный индикатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области записи и отображени  информации и может найти самое широкое применение в быту в качестве различных индикаторных панелей, плоских экранов в видеотелефонии, вещательном и прикладном телевидении, компьютерной техники, устройствах многократного увеличени  изображени , контрольно-измерительной аппаратуре. Целью изобретени   вл етс  повышение контрастности изображени . Цель достигаетс  тем, что в светоклапанном индикаторе, содержащем последовательно расположенные подложку 1, прозрачные вертикальные электроды 2, слой 3 активного вещества в виде жидкого кристалла, в котором расположены световоды 4, прозрачные горизонтальные электроды 5 и прозрачный изолирующий слой 6, световоды 4 выполнены различной длины, их торцы распределены равномерно в слое 3 активного вещества, в жидкий кристалл которого введена порошкообразна  сегнетокерамика. 4 ил.

Description

5 9

Фиг.2

Изобретение относитс  к области записи и отображени  информации и может найти широкое применение в быту в качестве различных индикаторных панелей, плоских экранов R видеотелефонии, вещательном и прикладном телевидении, компьютерной технике , устройствах многократного увеличени  изображени , контрольно-измерительной аппаратуре и т. д.

Цель изобретени  повышение контрастности изображени .

На фиг. 1 представлено расположение составных частей индикатора в пространстве; на фиг. 2 пример использовани  индикатора дл  построени  большого экрана; на фиг. 3 схема расположени  световодов подсветки активной площади индикатора; на фиг. 4 элементарна   чейка индикатора в невключенном (ч) и включенном (б) состо   н и   х.

Индикатор содержит подложку 1, прозрачные вертикальные электроды 2, слой 3 активною вещества, световоды 4, прозрачные горизонтальные электроды 5, прозрачный и золиру кнций слой 6.

Подложка 1 закрыта отражающим слоем 7, концы электродов 2 и 5 подключены к регистрам 8 и 9 сдвига Электроды 2 и 5 могут быть выполнены в виде полимерного световода диаметром пор дка 10 -100 мкм с прозрачным ижопроводнщнм внешним слоем К).

В противоположные торцы световодов 4, собранных в пучок, ввод тс  модулированные излучени  трех (или более) источников II света системы подсветки. Источниками 11 свега MOIVI служить в зависимости от назначени  индикатора полупроводниковые или газовые лазеры, генерирующие монохроматические лучи с длинами волн Я& 450 им, им им, обеспечивающими при смешивании белый свет с нулевой чистотой цвета

Г.лой Л активного вещества представл ет спбой однородную смесь кристаллических зерен порошкообразной сепгетокерамики на основах твердых растворов цирконата-тита- naia свинца-лан i ana (ЦТОЛ) и провод щего св зующего, например жидкого кристалла или полимера. Показатель преломлени  св зующего максимально приближен (путем подбора вещества и состава св зующего) к показателю преломлени  сегнетокерамики и несколько больше гтоказател  преломлени  прозрачных полимерных пленок сло  10, образующих своего рода слоевой световод.

Г.ег неюкерамика обладает высокой прозрачностью и при толщине 100 мкм составл ет более 98,.. Оптимальна  концентраци  зерел сепгетокерамики активного сло  Л под- бирает -ц экспериментально из расчета не менее одного зерна на K.i/кдую элементарную  чейк Ьгерекрестне Х- и Y-коордииатных электродов 2 и индикатора Наилучшим э.тек i рооп т и ч ее к им эффектом д и нам и чес ко т о рассе ни  пбла.икм мелкозерниста le i-vio- ксрамика с рл мерами еосн i - мкм Дк

тивный слой 3 по всему объему равномерно просвечиваетс  излучением, выход щим из световодов 4, диаметром пор дка 10 мкм, имеющим разные длины. Концы световодов 4 размещены непосредственно в активном

слое 3 между полимерными пленками слоев 10 с электродами 2 и 5. На фиг. 3 показан пример «ступенькообразного расположени  световодов 4 дл  подсветки активного сло  3 индикатора. Количество световодов 4 и их

0 длина определ ютс  характеристиками све- тораспределени  на выходе отдельного световода , коэффициентом поглощени  активным слоем 3 и конкретными размерами активной площади индикатора. При этом необходимо , чтобы диаграммы распределени  интенсивности в световых пучках на выходных торцах соседних световодов 4 (на фиг. 1 они изображены в виде пунктирных квадратов ) частично перекрывали бы друг друга. Рассеивание света сегнетокерамикой

Л сло  3 про вл етс  в угловом расхождении света, проход щего через него, а само управление рассеиванием основано на обратимом изменении состо ни  остаточной пол ризации сегнетокерамики под действием век- тор  напр женности Е внешнего возбуждаю5 щего электрического пол . Домены кри- ст.-, сегнетокерамики активного сло  3 н;)дт:зрительно пол ризуютс  во внешнем посто нном электрическом поле с напр женностью пор дка 20 кВ /см, т. е. векторы пол 0 ризации доменов перевод тс  в исходное L.-состо ние, при котором они лежат в плоскости индикатора и направлены преимущественно от нижней грани индикатора к верхней или наоборот. В этом случае и при отсутствии внешнего возбуждени  () светоц пропускание активного сло  3 максимально и тем больше, чем меньше разница показателей преломлени  жидкокристаллического вещества и самой сегнетокерамики и чем лучше осуществлена предварительна  пол ризаци  доменов кристалликов сегнетокерамики

0 во всем объеме индикатора.

Излучение, введенное посредством световодов 4 в активный слой 3 через нижнюю грань индикатора, не может выйти из нее в поперечном направлении и наблюдатьс 

t- с лицевой стороны экрана, так как на границах активный слой 3-полимерные пленки сло  10, имеющих более низкий коэффициент преломлени , выполн етс  закон полного внутреннего отражени . Указанное состо ние индикатора на примере одной элементаро ной  чейки изображено на фиг. 4а. При па электроды 2 и 5 (электроды на фиг. 1 не изображены) электрического сигнала , т е. при , векторы пол ризации доменов кристалликов сегнетокерамики в активном слое 3 в объеме элементарной  чейки

5 поворачиваютс  на 90° и располагаютс  преимущественно по направлению вектора напр женности Е внешнего электрического по л , т. е перпендикул рно плоскости экрана 1фш 4гО). В результате кристаллики сегчетокерамики оказываютс  переведенными в конечное Т-состо ние, при котором они рассеивают свет, проход щий через них, в пределах больших углов. Вследствие нарушени  услови  волноводного распространени  излучение в данном участке индикатора и в объеме элементарной  чейки, высвечива сь через слой 10 и лицевой слой 6, выходит наружу и на индикаторе отображаетс  элемент изображени . Контраст на переключаемом элементе при этом составл ет более 0J, а светова  информаци  (интенсивность сигнала, ее цветность и др.) о соответствующем элементе изображени  независимо от его относительного положени  на экране определ етс 

10

пр жение вс то 10 В. Индикатор може ботать как на низких, так и на выс частотах, достаточных дл  воспроизвед телевизионного изображени  с числом ментов разложени , равным числу (8 X 625X25) элементов разложени  с менных электронно-лучевых трубок. Пр полнении координатных электродов, на мер, с шагом в 0,5 мм активна  пло плоского экрана составит приблизите 0,4X0,3 м2 при разрешении 2 эл / мм, а шаге электродов, равном 1 мм, пло плоского экрана составит 0,833x0.62 при разрешении 1 эл/мм. Дл  обеспеч зрительного запоминани , обусловлен

световой информацией, вводимой в данный 45 инерционностью глаза, отображаемой

ским экраном информации в течение 4 при частоте 25 кадр/с и в зависимост конкретного его назначени  на липеп ю верхность экрана можно дополнительно нести тонкий слой люминофора либо пользоватьс  эффектом пам ти, прису самой сегнетокерамике, либо временем хани  жидкокристаллического св зующег

20

момент времени в торец пучка световодов 4 источниками И системы подсветки. Если убрать внешнее электрическое поле, т. е. при , локальный участок активного сло  3 возвратитс  в исходное L-состо ние и кристаллики сегнетокерамикм станут вновь практически прозрачными, рассеивание света прекратитс , а элемент изображени  на экране исчезнет. Таким образом, каждый локальный участок активного сло  3 (кажда  элементарна   чейка индикатора) игра- 25 ет роль «светового клапана. Изображение на индикаторе в целом формируетс  в результате последовательного считывани  регистрами сдвига всех вертикальных 2 и горизонтальных 5 электродов и параллельной

ским экраном информации в течение 40 мс при частоте 25 кадр/с и в зависимости от конкретного его назначени  на липеп ю поверхность экрана можно дополнительно нанести тонкий слой люминофора либо воспользоватьс  эффектом пам ти, присушим самой сегнетокерамике, либо временем зату хани  жидкокристаллического св зующего.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Светоклапанный индикатор, содержащий последовательно расположенные подложку, прозрачные вертикальные электроды, слой активного вещества в виде жидкого кристалла , в котором расположены световоды, про (синфазной) амплитудной модул ции излу- 30 зрачные горизонтальные электроды и прочений всех трех источников 11 света системы подсветки.

   Электрооптический эффект динамического рассеивьни  про вл етс  в сильных (пор дка 10° В/м) электрических пол х. Но дл  работы плоского экрана при толщине актив- 35 ной массы пор дка 10 мкм потребуетс  назрачныи изолирующий слои, отличающийс  тем, что, с целью повышени  контрастности изображени , световоды выполнены разной длины, торцы которых распределены равномерно в слое активного вещества, в жидкий кристалл которого введена порошкообразна  сегнетокерамика.

   пр жение вс то 10 В. Индикатор может работать как на низких, так и на высоких частотах, достаточных дл  воспроизведени  телевизионного изображени  с числом элементов разложени , равным числу (833Х X 625X25) элементов разложени  современных электронно-лучевых трубок. При выполнении координатных электродов, например , с шагом в 0,5 мм активна  площадь плоского экрана составит приблизительно 0,4X0,3 м2 при разрешении 2 эл / мм, а при шаге электродов, равном 1 мм, площадь плоского экрана составит 0,833x0.625 MJ при разрешении 1 эл/мм. Дл  обеспечени  зрительного запоминани , обусловленного

   инерционностью глаза, отображаемой

   ским экраном информации в течение 40 мс при частоте 25 кадр/с и в зависимости от конкретного его назначени  на липеп ю поверхность экрана можно дополнительно нанести тонкий слой люминофора либо воспользоватьс  эффектом пам ти, присушим самой сегнетокерамике, либо временем зату хани  жидкокристаллического св зующего.

   Формула изобретени 

   Светоклапанный индикатор, содержащий последовательно расположенные подложку, прозрачные вертикальные электроды, слой активного вещества в виде жидкого кристалла , в котором расположены световоды, прозрачныи изолирующий слои, отличающийс  тем, что, с целью повышени  контрастности изображени , световоды выполнены разной длины, торцы которых распределены равномерно в слое активного вещества, в жидкий кристалл которого введена порошкообразна  сегнетокерамика.

   -Ц

   Фиг.1

   а

   Ч

   ФигЗ