Жидкокристаллический плоский экран Советский патент 1982 года по МПК G02F1/13 

Изобретение относится к { адиоэлек тронике и может найти применение в телевидении. Известно устройство для формирова ния изображений «:с помощью жидких кри сталлов, содержащее элемент, формирующий изображение, помещенный между пластинами и представляющий собой мезофазное состояние холестерических жидких кристаллов. Элемент, дисперсно рассеивающий свет, нагревают до температуры выше точки изотропного перехода, а .затем доводят до темперетуры, находящейся в области мезофазных температур жидких кристаллов, что приводит к появлению видимого изображения, сохраняющегося длительное время. Затем изображение можно стереть, а элемент использовать для новой записи. Нагрев осуществляют импульсной лампой, свет от которой проходит сквозь маску в форме записываемого изображения t-- Недостатком этого устройства является то, что оно пригодно для отоб ражения только статических изображений по заранее заготовленному тра фарету, требует проецирования энергии от импульсной лампы на экран, что существенно увеличивает габа-« риты устройства. Кроме .того, устройство обладает низкимбыстродействием. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением можно считать жидкокристаллический плоекий экран, содержащий две параллельно расположенные подложки, выполненные из материалов с различной теплопроводностью, на внутренних сторонах которых расположены соответственно нагревательный и управляющие электроды, а также жидкокристаллическое вещество с термооптическим эффектом, зак.гаоченное между подложками С 2. Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное тем, что при нагревании жидкого кристалла тепловая волна на границе сред с разной теплопроводностью, например жидким кристаллом (теп.попроводностью 0,132 и управляющим электродом (теплопроводность 30 ), частично отражается в обратном направлении и так происходит многократно, за счет чего увеличивается время нагрева и охлаждения жидкого кристаллу и, следовательно, уменьшается быстродействие экрана. Цель изобретения - повышение быстродействия плоского экрана путем сокращения времени нагрева и охлаждения жидкокристаллического вещества. Поставленная цель достигается тем что в жидкокристаллическом плоском экране, содержащем две параллельно расположенные подложки, выполненные из материалов с различной теплопрово ностью, нагревательнЕлй и управляющие электроды, а также жидкокристаллическое вещество с термооптическим эффектом, заключенные между подложками, между подложками и электродами, а также между электродами и жидкокристаллическим веществом расположен по крайней мере один слой вещества, значение теплопроводности которого находится между значениями теплопроводностей прилегающих- материалов, а количество слоев выбирают из условия максимального сглаживания температурного скачка между материалами жидкокристаллического плоского экрана. На чертеже показан предлагаемый жидкокристаллический плоский экран. Жидкокристаллический плоский экран содержит две подложки 1 и 2, на внутренних сторонах которых расположены нагревательный 3 и управляющие 4 электроды, а также между элек родами 3 и 4 находится жидкокристал лическое вещество 5. Устройство содержит также сглажи ющие слои 6-9, расположенные соответственно между подложкой 1 и нагре вательным электродом 3, нагреватель нъпл электродом 3 и жидкокристаллическим веществом 5, жидкокристаллическим веществом 5 и управляющим (веществом) электродом 4, управляющ электродом 4 и подложкой 2. Устройство работает следующим об зом. В течение отрезка времени (равно го, например, длительности строки телевизионного изображения) к перво строке нагревательного электрода 3 прикладывается напряжение, под действием которого по ней протекает: то вызывающий ее нагрев. Тепловая волна распространяется в обе стороны от нагреваемой строки. Благодаря на личию сглаживающих (по теплопроводности) слоев 6-9 между электродами 3 и 4 и подложками 1 и 2 и между электродами 3 и 4 и жидкокристаллическим веществом 5 тепловая волна будет распространяться практически без отражения на границе сред с раз ной теплопроводностью, за счет чего уменьшается время нагрева и охлажде ния жидкокристаллического вещества. В случае отсутствия сглаживающих слоев 6-9 при подаче напряжения на нагревательный электрод 3 происходит его нагрев. Тепловая волна распространяется в обе стороны от нагревательного электрода 3 и при прохождении границы раздела двух сред с различной теплопроводностью, например жидкокристаллического вещества 5 (,132 Вт/м о и управляющим электродом 4, вьшолненным из алюминия (Д.210 ) происходит частичное отражение тепловой волны обратно в жидкокристаллическое вещество 5 и так с затуханием много раз, что приводит к увеличению времени нагрева и охлаждения жидкокристаллического вещества 5. Поэтому для уменьшения времени нагрейа и остывания жидкокристаллического вещества 5 необходимо избавиться от отражения тепловых волн на границе раздела сред с различной теплопроводностью. Идеальным был бы случай, если бы сглаживающие слои 6-9 были бы выполнены в виде одного слоя, но с плавным изменением теплопроводности по толщине. Например, теплопроводность слоя 7 между нагревательным электродом 3 и жидкокристаллическим веществом 5 постоянно менялась бы по толщине от величины теплопроводности нагревательного электрода 3 до величины теплопроводности жидкокристаллического вещества 5. Распространяющаяся по жидкому кристаллу 5 тепловая волна Нагревает ту его часть, которая находится непосредственно под первой строкой нагревательного электрода 3. Скорость распространения этой волны приблизительно равна 1 м/с . Пройдя жидкий кристалл 5, тепловая волна проходит через управляющие электроды 4 и вторую подложку 2 и этой подлож-кой рассеивается в окружающую среду. Количество тепла, выделяемого строкой нагревательного электрода 3, устанавливается не менее такого уровня, при котором материал столбца жидкого кристалла 5 переходит в изотропное (жидкое) состояние. В течение следующего отрезка времени происходит нагрев второй строки и т.д. За счет отвода тепла жидкого кристалла 5 в подложку 2 происходит остывание его ранее нагретых участков. Если при переходе из изотропической фазы в смектическую на управляющие электроды 4 будут приложены.потенциалы, то прозрачность соответствующих участков жидкого кристалла 5 в некоторой области будет прямо пропорциональна напряжению на каждом из управляющих электродов 4. В таблице приведен пример выполнения жидкокристаллического экрана.

Нагревательный элект

Таким образом, по сравнению с известными устройствами, в том числе и прототипом, предлагаемое устройство позволяет повысить быстродействие путем сокращения времени нагрева и охлаждения жидкокристаллического вещества в 2 раза, что позволяет в два раза увеличить число строк разложения телевизионного изображения с тем же самым контрастом, кроме того сокращение времени нагрева и охлаждения позволяет избавиться от перегрева жидкокристаллического вещества, а следовательно увеличить площад изображения жидкокристаллического экрана. Это позволяет получить визуально различимое изображение без проецирования его на «дополнительный экран, что существенно повьвиает возможности его эксплуатации в компактной аппаратуре. Формула изобретения Жидкокристаллический плоский экран, содержащий две параллельно расположенные подложки, выполненные из материалов с различной теплопроводностью, нагревательный и управляющий электроды, а также жидкокористаллическое вещество с термооптическим эффектом, заключенные между .подложками, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия путем сокращения времени нагрева и охлаждения жидкокристаллического вещества, между подложками и электродами, а также между электродами и жидкокристаллическим веществом расположен по крайней мере один слой вещества, значение теплопроводности которого находитсямежду значениями Теплопроводностей прилегающих материашов, а количество слоев выбирают из условия максимального сглаживания температурного скачка между материалами жидкокристаллического плоского экрана.

XX У X X х

i

у v-yy-g-xx xx:xritrx уууу

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл, G 02 F 1/13, 1976 (прототип).