Главная  Электрооптические эффекты 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [ 42 ] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78]

воспроизведения, поскольку в таких случаях / должна быть больше 25 Гц, при которой глаз уже не воспринимает мельканий изображения. Снижение эффекта при высоких частотах объясняется уменьшением времени ускорения ионов, вследствие чего они не успевают приобретать энергию, необходимую для создания турбу-летных течений в ячейке с ДР. Поэтому существует верхняя предельная частота fo, выше которой эффект не наблюдается. Величина /о увеличивается с ростом проводимости и температуры, т. е. маломощные ячейки с ДР, работающие при низких температурах, имеют низкие /о [3.37].

Ячейки с твист-эффектом в отличие от ячеек с ДР не должны обладать электрической проводимостью, поэтому они могут работать не только при переменном, но и при постоянном напряжении. Правда, даже в хороших ячейках с твист-эффектом при постоянном напряжении сказываются электролитические эффекты, снижающие срок службы до 2000 ч. Кроме того, из-за контактных сопротивлений Un при постоянном напряжении на 1-2 В выше, чем при переменном. Верхний предел частоты определяется частотой /оЮ ... 100 кГц, при которой Д8=0 (и меняет знак). Ячейки с твист-эффектом обычно используются при частотах порядка 1 ... 10 кГц, при более высоких частотах увеличиваются емкостные токи.

В ячейках с твист-эффектами также возможна работа при постоянном напряжении, но при этом сказывается электролиз, ограничивающий срок службы ячеек. Значение Un у ячеек с твист-эффектом на постоянном напряжении больше, чем при переменном. Верхний предел работы ячеек ограничен частотой fo порядка сотен кГц (при f=fo Де обращается в нуль).

Влияние температуры. В ячейках с ДР Un от температуры не зависит. Плотность тока обычно растет с увеличением температуры по экспоненциальному закону 3.37] (пороговое значение составляет 0,1... 0,5 мкА/см* .3.38]. Поэтому трудно осуществить надежную работу ячейки ДР в широком интервале изменения температур: если, например, степень легирования рассчитана исходя из предельно допустимой мощности рассеяния при наивысшей рабочей температуре, то при более низкой температуре эффект ДР может просто не возникнуть. Именно это обстоятельство способствовало переходу от ячеек



с ДР к ячейкам с твист-эффектом. Из-за уменьшения вязкости, приводящего к возрастанию подвижности ионов, верхняя частота растет с увеличением температуры со скоростью примерно 6% на 1°С. Время срабатывания с ростом температуры уменьшается экспоненциально. Зависимость тока и /о от температуры приводит к изменению контраста.

В ячейках с твист-эффектом влияние температуры в основном определяется температурной зависимостью вязкости и в меньшей степени от упругих кон-

стант и зависимостью Ае от Т. Как правило, Un слабо зависит от температуры ЖК [4.53] (с ростом температуры от О до 50°С наблюдается уменьшение f/n на 16%). При f/f/n пропускание практически не зависит от температуры, а время срабатывания экспоненциально падает с ее ростом [3.39].

Кроме того, при фиксированной амплитуде переменного напряжения и изменении температуры возможны вариации цветов (например, переход от зеленого цвета третьего порядка к красному цвету второго порядка) из-за малых температурных изменений упругих констант, влекущих за собой изменение направления преобладающей ориентации молекул [3.40].

Быстродействие. Описанные выше свойства позволяют снизить время срабатывания ЖК устройств. Время включения ячеек с ДР и твист-эффектом можно уменьшить за счет повышения напряжения. Например, увеличивая рабочее напряжение, можно уменьшить время включения от 100 мс до 100 мкс в ячейке с твист-эффектом при f/n=l В. Кроме того, время включения ячеек с ДР можно уменьшить в 6 раз, если использовать гомеотропную исходную ориентацию и скрещенные поляризатор и анализатор. В этом случае просветление наблюдается вследствие возникновения квазигомогенной ориентации при U<Uu, т. е. до наступления рассеивания света.

Время выключения уменьшается, если у ЖК при частоте fo меняется знак Де. В этом случае нормальная работа ЖК устройства осуществляется на частоте f<fo-В момент выключения управляющего сигнала на устройство подается цуг коротких импульсов с частотой f>fo, который ускоряет переориентацию молекул ЖК и возвращение их в исходное состояние [3.41]. Если низко- и высокочастотные сигналы подавать одновременно.



то необходимо учитывать, что при этом повышается Ua. Таким образом, время выключения можно уменьшить в ячейках с ДР в 4-12 раз [3.42], в ячейках с твист-эффектом в 100 раз [3.43]. Выбор частоты подавляющего сигнала / определяется максимальной рабочей температурой [3.44]

Igfo-Ci-Сг/Г,

где Ci и Сг - константы. •

Для одновременного уменьшения времени включения и выключения можно воспользоваться нагреванием ячейки (релаксация ускоряется с уменьшением вязкости, обусловленным повышением температуры). Если нагревание нежелательно, то можно использовать схему из двух ячеек, представляющую собой быстродействующий оптический затвор. Система из двух ячеек с твист-эффектом между скрещенными поляризатором и анализатором при отсутствии управляющего напряжения не пропускает свет, поскольку каждая из ячеек поворачивает плоскость поляризации на 90°. Если в момент времени tl на одну из ячеек подать сигналы, то полное вращение плоскости поляризации вместо 180° составит 90° и произойдет просветление поля зрения; при последующей подаче сигнала в момент 4 на другую ячейку полное вращение составит 0° и вновь наступит гашение света. Таким образом, эта схема формирует световой импульс, оба фронта которого определяются только временем включения ячеек, которое меньше времени выключения.

. Температурные зависимости параметров. Наиболее важными параметрами ЖКИ являются время отклика, пороговое напряжение и проводимость [3.37]. Так как времена нарастания и затухания контраста пропорциональны вязкости жидкости, а последняя экспоненциально зависит от обратной температуры, то и все перечисленные параметры зависят от температуры. При низких температурах, даже если вещество остается меза-морфным, ЖКИ может стать неработоспособным из-за весьма больших времен нарастания и затухания контраста. Пороговое напряжение полевых эффектов слабо зависит от температуры вследствие слабых температурных зависимостей упругих постоянных и. диэлектрической анизотропии. Измерения показали, что пороговое напряжение и контрастность в режиме динамического



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [ 42 ] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78]

0.0008