Светоклапанный индикатор Советский патент 1990 года по МПК G09F9/00 

5 9

Фиг.2

Изобретение относится к области записи и отображения 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 увеличения изображения, контрольно-измерительной аппаратуре и т. д.

Цель изобретения повышение контрастности изображения.

На фиг. 1 представлено расположение составных частей индикатора в пространстве; на фиг. 2 пример использования индикатора для построения большого экрана; на фиг. 3 схема расположения световодов подсветки активной площади индикатора; на фиг. 4 элементарная ячейка индикатора в невключенном (ч) и включенном (б) состо я н и я 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 порядка 10 -100 мкм с прозрачным ижопроводнщнм внешним слоем К).

В противоположные торцы световодов 4, собранных в пучок, вводятся модулированные излучения трех (или более) источников II света системы подсветки. Источниками 11 свега MOIVI служить в зависимости от назначения 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 представляет спбой однородную смесь кристаллических зерен порошкообразной сепгетокерамики на основах твердых растворов цирконата-тита- naia свинца-лан i ana (ЦТОЛ) и проводящего связующего, например жидкого кристалла или полимера. Показатель преломления связующего максимально приближен (путем подбора вещества и состава связующего) к показателю преломления сегнетокерамики и несколько больше гтоказателя преломления прозрачных полимерных пленок слоя 10, образующих своего рода слоевой световод.

Г.ег неюкерамика обладает высокой прозрачностью и при толщине 100 мкм составляет более 98,.. Оптимальная концентрация зерел сепгетокерамики активного слоя Л под- бирает -ц экспериментально из расчета не менее одного зерна на K.i/кдую элементарную ячейк 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 рассеяния пбла.икм мелкозерниста le i-vio- ксрамика с рл мерами еосн i - мкм Дк

тивный слой 3 по всему объему равномерно просвечивается излучением, выходящим из световодов 4, диаметром порядка 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 расположения световодов 4 для подсветки активного слоя 3 индикатора. Количество световодов 4 и их

0 длина определяются характеристиками све- тораспределения на выходе отдельного световода, коэффициентом поглощения активным слоем 3 и конкретными размерами активной площади индикатора. При этом необходимо, чтобы диаграммы распределения 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 слоя 3 проявляется в угловом расхождении света, проходящего через него, а само управление рассеиванием основано на обратимом изменении состояния остаточной поляризации сегнетокерамики под действием век- торя напряженности Е внешнего возбуждаю5 щего электрического поля. Домены кри- ст.-, сегнетокерамики активного слоя 3 н;)дт:зрительно поляризуются во внешнем постоянном электрическом поле с напряженностью порядка 20 кВ /см, т. е. векторы поля0 ризации доменов переводятся в исходное L.-состояние, 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 возбуждения () светоц пропускание активного слоя 3 максимально и тем больше, чем меньше разница показателей преломления жидкокристаллического вещества и самой сегнетокерамики и чем лучше осуществлена предварительная поляризация 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 наблюдаться

t- с лицевой стороны экрана, так как на границах активный слой 3-полимерные пленки слоя 10, имеющих более низкий коэффициент преломления, выполняется закон полного внутреннего отражения. Указанное состояние индикатора на примере одной элементаро ной ячейки изображено на фиг. 4а. При па электроды 2 и 5 (электроды на фиг. 1 не изображены) электрического сигнала, т е. при , векторы поляризации доменов кристалликов сегнетокерамики в активном слое 3 в объеме элементарной ячейки

5 поворачиваются на 90° и располагаются преимущественно по направлению вектора напряженности Е внешнего электрического по ля, т. е перпендикулярно плоскости экрана 1фш 4гО). В результате кристаллики сегчетокерамики оказываются переведенными в конечное Т-состояние, при котором они рассеивают свет, проходящий через них, в пределах больших углов. Вследствие нарушения условия волноводного распространения излучение в данном участке индикатора и в объеме элементарной ячейки, высвечиваясь через слой 10 и лицевой слой 6, выходит наружу и на индикаторе отображается элемент изображения. Контраст на переключаемом элементе при этом составляет более 0J, а световая информация (интенсивность сигнала, ее цветность и др.) о соответствующем элементе изображения независимо от его относительного положения на экране определяется

10

пряжение вс то 10 В. Индикатор може ботать как на низких, так и на выс частотах, достаточных для воспроизвед телевизионного изображения с числом ментов разложения, равным числу (8 X 625X25) элементов разложения с менных электронно-лучевых трубок. Пр полнении координатных электродов, на мер, с шагом в 0,5 мм активная 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. Для обеспеч зрительного запоминания, 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 назначения на липеп ю верхность экрана можно дополнительно нести тонкий слой люминофора либо пользоваться эффектом памяти, прису самой сегнетокерамике, либо временем хания жидкокристаллического связующег

20

момент времени в торец пучка световодов 4 источниками И системы подсветки. Если убрать внешнее электрическое поле, т. е. при , локальный участок активного слоя 3 возвратится в исходное L-состояние и кристаллики сегнетокерамикм станут вновь практически прозрачными, рассеивание света прекратится, а элемент изображения на экране исчезнет. Таким образом, каждый локальный участок активного слоя 3 (каждая элементарная ячейка индикатора) игра- 25 ет роль «светового клапана. Изображение на индикаторе в целом формируется в результате последовательного считывания 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 назначения на липеп ю поверхность экрана можно дополнительно нанести тонкий слой люминофора либо воспользоваться эффектом памяти, присушим самой сегнетокерамике, либо временем зату хания жидкокристаллического связующего.

Формула изобретения

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

Электрооптический эффект динамического рассеивьния проявляется в сильных (порядка 10° В/м) электрических полях. Но для работы плоского экрана при толщине актив- 35 ной массы порядка 10 мкм потребуется назрачныи изолирующий слои, отличающийся тем, что, с целью повышения контрастности изображения, световоды выполнены разной длины, торцы которых распределены равномерно в слое активного вещества, в жидкий кристалл которого введена порошкообразная сегнетокерамика.

пряжение вс то 10 В. Индикатор может работать как на низких, так и на высоких частотах, достаточных для воспроизведения телевизионного изображения с числом элементов разложения, равным числу (833Х X 625X25) элементов разложения современных электронно-лучевых трубок. При выполнении координатных электродов, например, с шагом в 0,5 мм активная 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. Для обеспечения зрительного запоминания, обусловленного

инерционностью глаза, отображаемой

ским экраном информации в течение 40 мс при частоте 25 кадр/с и в зависимости от конкретного его назначения на липеп ю поверхность экрана можно дополнительно нанести тонкий слой люминофора либо воспользоваться эффектом памяти, присушим самой сегнетокерамике, либо временем зату хания жидкокристаллического связующего.

Формула изобретения

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

Изобретение относится к области записи и отображения 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 увеличения изображения, контрольно-измерительной аппаратуре. Целью изобретения является повышение контрастности изображения. Цель достигается 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 порошкообразная сегнетокерамика. 4 ил.

-Ц

Фиг.1

а

Ч

ФигЗ