Жидкокристаллический затвор



Жидкокристаллический затвор
Жидкокристаллический затвор
Жидкокристаллический затвор
Жидкокристаллический затвор
Жидкокристаллический затвор
Жидкокристаллический затвор
Жидкокристаллический затвор
Жидкокристаллический затвор

 


Владельцы патента RU 2449333:

Студенцов Сергей Александрович (RU)

Изобретение относится к средствам получения и воспроизведения объемного изображения в телевидении, компьютерной технике, кинопрокате. Технический результат - обеспечение однородности пропускания жидкокристаллических затворов, например, для стереоочков, управляемых однополярным меандром с чередованием полярности. Достигается тем, что в жидкокристаллическом затворе, содержащем первую подложку и вторую подложку, по крайней мере, одна грань первой подложки жидкокристаллического затвора скошена и образует со смежной гранью первой подложки угол φ>90°, а направление натирания одной из подложек составляет угол 45° к горизонтальной оси жидкокристаллического затвора от нижней грани первой подложки к верхней грани первой подложки, причем угол между направлением натирания первой подложки и скошенной гранью θ<45°. Кроме того, жидкокристаллический затвор содержит, по крайней мере, один фазовый компенсатор, расположенный, по крайней мере, между одним поляризатором и одной из подложек; в жидкокристаллическом затворе длина скошенной грани первой подложки составляет не менее 5 мм. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к средствам получения и воспроизведения объемного изображения в телевидении, компьютерной технике, кинопрокате.

Широко известно применение жидкокристаллических (ЖК) затворов для воспроизведения объемного изображения (см. заявка на изобретение RU 95113463, опубл. 20.04.1997, МПК6 G03B 35/00; заявка на изобретение RU 94039183, опубл. 10.09.1996, МПК6 G06K 15/00; патент US №6943852, опубл. 13.09.2005, МПК G02C 7/00; патент US №6388797, опубл. 14.05.2002, МПК G02C 7/00; патент US №6278501, опубл. 21.08.2001, МПК G02B 7/00; патент US №6266106, опубл. 24.07.2001, МПК H04N 13/00; патент US №5281989, опубл. 13.10.1998, МПК G03B 21/30; патент US 5117302, опубл. 26.05.1992, МПК G02B 5/00 и т.д.). Данный способ формирования объемного восприятия изображения заключается в том, что формируемые на экране компьютера, телевизора или проекционном экране плоские изображения рассматривают с помощью очков, содержащих два жидкокристаллических светоклапанных элемента, причем светоклапанные элементы открывают и закрывают поочередно с формированием соответствующих изображений. Таким образом, левый глаз наблюдает изображение под одним ракурсом, а правый - под другим. Подавая каждый раз на экран снятое под соответствующим углом изображение, формируют стереоскопическое (объемное) изображение.

Известно использование в стереоскопических очках в качестве быстродействующего оптического затвора шторок со сверхзакрученной структурой жидкокристаллических молекул (super-twist nematic, STN). Согласно патенту JP №9113864, опубл. 02.05.1997, стереоскопические очки содержат по жидкокристаллическому затвору в каналах левого и правого глаз. При этом каждый жидкокристаллический затвор содержит пару прозрачных подложек, на внутренних поверхностях которых расположены прозрачные электроды и ориентирующие пленки, а между ними находится слой жидкокристаллических молекул толщиной d, закрученных на угол θ. В состав жидкокристаллической смеси входит оптически активная добавка, закручивающая жидкокристаллические молекулы. Если принять за шаг спирали Р толщину, при которой молекулы повернутся на 360°, то угол закрутки жидкокристаллических молекул θ определяется толщиной d согласно формуле θ/360°<d/P. В частных случаях θ=180° или 270°.

В международной заявке (WO) №2009/033136А1, опубл. 12.03.2009, описана конструкция жидкокристаллического затвора, содержащая:

- первый поляризатор с осью поглощения, ориентированной в первом направлении;

- второй поляризатор с осью поглощения, ориентированной во втором направлении, перпендикулярном первому направлению;

- ЖК-ячейку со сверхзакрученным жидким кристаллом (STN), расположенную между первым и вторым поляризаторами, причем STN-ячейка имеет одно направление натирания на первой подложке и второе направление натирания под углом 270° относительно первого на второй подложке;

- по крайней мере, один компенсаторный элемент, расположенный между, по крайней мере, одним поляризатором и ЖК-ячейкой.

Один затвор описанной конструкции используется как левая линза очков для наблюдения стереоскопических изображений, а другой - как правая линза этих очков.

Наиболее экономичный способ управления жидкокристаллическими затворами для стереоочков описан в патенте US №4792850, опубл. 20.12.1988, МПК H04N 13/00. Согласно этому патенту, для перекрытия светового потока (закрытия ЖК-затвора) на ЖК-ячейку в течение одного кадра подается напряжение амплитудой до 40В, а для открытия, в течение другого кадра - от 0 до 10В. В зависимости от конструкции очков в течение одного кадра на затвор подается однополярный меандр (при условии, что при следующей подаче напряжения его полярность изменится на противоположную). Очевидно, что частота следования меандров при таком управлении равна кадровой частоте и составляет обычно 85-144 Гц.

Такой режим управления используется в очках фирм StereoGraphics Corp., Real D, nVidia (все - США), Samsung (Корея), XPAND (Словения) и ряда других.

Недостатком этих ЖК-затворов при управлении однополярными меандрами с чередованием полярности является неравномерность пропускания отдельных участков поля шторки, обусловленная электростатическими процессами, протекающими в жидкокристаллическом веществе при заряде и разряде емкости, образованной прозрачными токопроводящими покрытиями - электродами на плоских пластинах затвора. Различие в пропускании отдельных участков может достигать 100%. Важнейшим моментом является тот факт, что причиной локального изменения пропускания является увеличение времени релаксации в этих зонах на 1.5…2.5 мс относительно остальных участков. Это означает, что в этих местах происходит наложение световых потоков обоих каналов глаза, и наблюдатель видит сдвоенное изображение без стереоэффекта. Дефекты неравномерности пропускания могут занимать до 25% площади.

Для устранения этого недостатка ЖК-затворов в некоторых моделях стереоочков вместо однополярных меандров чередующейся полярности используется управление знакопеременным меандром той же длительности частотой 1…2 кГц (управление с несущей частотой). Так работают, например, очки фирм eDimensional, i-O Display Systems и ряда других.

Однако недостатком таких очков является значительный (в 7…12 раз) рост энергопотребления, что крайне нежелательно для применения в стереоскопических очках с батарейным питанием.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому решению - прототипом является конструкция жидкокристаллического затвора, описанная в описании патента US №7502003, опубл. 10.03.2009, МПК G09G 3/36, содержащая первый поляризатор с осью поглощения, ориентированной в первом направлении, второй поляризатор с осью поглощения, ориентированной во втором направлении, перпендикулярном первому направлению, жидкокристаллическую ячейку, состоящую из первой подложки и второй подложки, со сверхзакрученным жидким кристаллом, расположенную между первым и вторым поляризаторами, причем жидкокристаллическая ячейка со сверхзакрученным жидким кристаллом имеет первое направление натирания на первой подложке и второе направление натирания на второй подложке под углом 270° относительно первого направления. На каждую из подложек последовательно нанесены прозрачный токопроводящий слой и ориентирующий слой. Подложки герметично соединены в пакет. Внутри пакета размещена смесь сверзакрученного жидкого кристалла.

На фиг.1 показаны примеры дефектов в зависимости от геометрии затвора с углом закрутки жидкокристаллических молекул 270°, толщины жидкокристаллического слоя и длительности работы затвора в стереорежиме при управлении однополярными меандрами с чередованием полярности (согласно патенту US 4792850). Напряжение при этом составляло 12В, а частота - 100 Гц. Аналогичные дефекты наблюдаются и при других вариантах закрутки жидкокристаллических молекул (на пи-ячейках, на твист-эффекте и т.д.).

Характерным поведением дефекта является отсутствие какой-либо неравномерности в первые несколько минут эксплуатации, затем он начинает проявляться, сначала слабо, затем все сильнее. В этот период дефект имеет вид параллельных одной, двум или трем сторонам затвора полос, удаленных от края на расстояние от 2 до 8 мм, с усиленным пятном по краям (см. фиг.1а и 1б). В зависимости от величины приложенного напряжения максимальная интенсивность неравномерности пропускания достигается через 10…30 мин. Затем неравномерность начинает уменьшаться и через некоторое время (обычно - в 3…4 раза превышающее время достижения максимальной неравномерности) остается только в одном из углов в виде вытянутого пятна размером от 2 до 6 мм (см. фиг.1в и фиг.1г). В дальнейшем этот дефект несколько теряет интенсивность, однако, к сожалению, вытягивается в сторону центра шторки. Кроме того, по периметру затвора формируется светлая рамка шириной до 8 мм, а в ограниченной ею центральной части - более темный многоугольник (стороны которого параллельны краям затвора, а одна из вершин содержит упомянутое пятно). Различие в пропускании по рабочему полю жидкокристаллического затвора относительно дефекта достигает 50%. На всех стадиях развития дефекта он находится в поле зрения или требует закрытия до 25% площади затвора, что недопустимо.

Аналогичный дефект для затворов на пи-ячейках - изначально отсутствующий, но появляющийся в одном и том же углу через некоторое время (от нескольких минут до часов) - описан в патенте US №7502003 "Method for eliminating pi-cell artifacts", опубл. 10.03.09 (см. фиг.2), причем при наличии нескольких электродных полос дефект (101) повторяется в одном и том же углу каждой электродной полосы жидкокристаллического затвора (102). По мнению авторов патента US №7502003, причиной дефекта, названного ими «ионная тень» («ion shadow» defect), являются свободные ионы, загрязняющие жидкокристаллическое вещество.

Для исключения дефекта «ионной тени» авторы патента US №7502003 предложили новый тип формы управляющего сигнала, названный ими Alternating Unipolar Carrier System - система переменной однополярной несущей (частоты). На фиг.3 изображен этот сигнал (801) и соответствующий ему оптический отклик (802). Отмечается, что с ростом максимальной амплитуды напряжения «ионная тень» уменьшается, однако могут усилиться другие дефекты изображения (уменьшится динамический контраст, резче проявятся границы электродов). Поэтому данный патент предлагает искать компромисс между различными дефектами, т.е. не решает проблему до конца. Кроме того, в связи с ростом частоты приложенного напряжения он приводит к существенному (примерно 70%) росту энергопотребления жидкокристаллического затвора.

Сущность изобретения заключается в следующем. Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в обеспечении однородности пропускания жидкокристаллических затворов, например, для стереоочков, управляемых однополярным меандром с чередованием полярности.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в жидкокристаллическом затворе, содержащем первый поляризатор с осью поглощения, ориентированной в первом направлении, второй поляризатор с осью поглощения, ориентированной во втором направлении, перпендикулярном первому направлению, первую подложку и вторую подложку, сверхзакрученный жидкий кристалл, расположенный между первой подложкой и второй подложкой, причем жидкокристаллический затвор имеет первое направление натирания на первой подложке и второе направление натирания на второй подложке под углом 270° относительно первого направления, по крайней мере, одна грань первой подложки жидкокристаллического затвора скошена и образует со смежной гранью первой подложки угол φ>90°, а направление натирания одной из подложек составляет угол 45° к горизонтальной оси жидкокристаллического затвора от нижней грани первой подложки к верхней грани первой подложки, причем угол между направлением натирания первой подложки и скошенной гранью θ<45°.

Кроме того, жидкокристаллический затвор содержит, по крайней мере, один фазовый компенсатор, расположенный между, по крайней мере, одним поляризатором и одной из подложек; длина скошенной грани первой подложки составляет не менее 5 мм.

Таким образом:

- первый поляризатор с осью поглощения, ориентированной в первом направлении;

- второй поляризатор с осью поглощения, ориентированной во втором направлении, перпендикулярном первому направлению;

- жидкокристаллический затвор со сверхзакрученным жидким кристаллом (STN), расположенным между первой подложкой и второй подложкой, причем жидкокристаллический затвор (STN-затвор) имеет первое направление натирания на первой подложке и второе направление натирания на второй подложке под углом 270° относительно первого направления;

- по крайней мере, одна грань первой подложки жидкокристаллического затвора скошена и образует со смежной гранью угол φ>90°; а направление натирания одной из подложек составляет угол 45° к горизонтальной оси ЖК-затвора от нижней грани к верхней, причем угол между направлением натирания этой подложки и скошенной гранью θ<45°.

В первом частном случае жидкокристаллический затвор содержит, по крайней мере, один фазовый компенсатор, расположенный между, по крайней мере, одним поляризатором и одной из подложек.

Во втором частном случае длина скошенной грани первой подложки жидкокристаллического затвора, образующей со смежной гранью тупой угол φ>90°, должна быть не менее 5 мм. В этом случае обеспечивается достаточное разнесение градиентов продольной составляющей тока и их отражений, исключающее образование дефекта.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, примером конкретного исполнения и описанием.

На фиг.1 изображена фотография различных вариантов дефекта.

На фиг.2 изображен рисунок дефекта из патента US №7502003-прототипа.

На фиг.3 показана форма управляющего сигнала согласно способу устранения дефекта по патенту US №7502003-прототипу.

На фиг.4 изображена заявляемая конструкция жидкокристаллического затвора.

На фиг.5 изображена связь между положением максимально заметного дефекта неравномерности пропускания и направлений натирания подложек.

На фиг.6 изображена схема механизма образования дефекта неравномерности пропускания затвора.

На фиг.7 схематично изображена конструкция предлагаемого жидкокристаллического затвора.

На чертежах введены следующие обозначения:

1 - жидкокристаллический затвор,

2 - первый поляризатор с осью поглощения,

3 - второй поляризатор с осью поглощения,

4 - фазовый компенсатор (при необходимости),

5 - первая подложка жидкокристаллического затвора,

5а - скошенная грань первой подложки жидкокристаллического затвора,

5б - вторая грань первой подложки жидкокристаллического затвора,

6 - вторая подложка жидкокристаллического затвора,

7 - сверхзакрученный жидкий кристалл,

8 - прозрачный токопроводящий слой,

9 - ориентирующий слой,

10 - направление натирания первой подложки 2,

11 - направление натирания второй подложки 6,

12 - пятно (максимум эффекта неравномерности пропускания),

13 - потоки зарядов на первой подложке или направление движения зарядов на первой подложке,

14 - потоки зарядов на второй подложке или направление движения зарядов на второй подложке,

15 - зоны избыточного заряда.

Конструкция жидкокристаллического затвора изображена на фиг.4.

Жидкокристаллический затвор 1 содержит первый поляризатор 2 с осью поглощения, ориентированный в первом направлении, второй поляризатор 3 с осью поглощения, ориентированный во втором направлении, перпендикулярном первому направлению. Жидкокристаллический затвор 1 состоит из двух прозрачных подложек: первой подложки 5 и второй подложки 6, с нанесенными на них последовательно прозрачным токопроводящим слоем 8 и ориентирующим слоем 9, соединенных в пакет, и смеси сверхзакрученного жидкого кристалла 7, размещенного внутри пакета. Жидкокристаллический затвор 1 со сверхзакрученным жидким кристаллом 7 имеет первое направление натирания 10 на первой подложке 5 и второе направление натирания 11 на второй подложке 6 под углом 270° относительно первого направления. Одна грань первой подложки 5 жидкокристаллического затвора 1 скошена и образует со смежной гранью первой подложки 5 угол φ>90°. Направление натирания одной из подложек составляет угол 45° к горизонтальной оси жидкокристаллического затвора 1 от нижней грани первой подложки 5 к верхней грани первой подложки 5. Угол θ между направлением натирания первой подложки 5 и скошенной гранью первой подложки 5 больше 45°, т.е. выполняется условие θ>45°.

Жидкокристаллический затвор работает следующим образом.

При подаче напряжения на электроды, изготовленные из прозрачного токопроводящего покрытия 8 и ориентирующего слоя 9, нанесенного на стеклянные подложки 5 и 6 жидкокристаллического затвора, происходит переориентация молекул сверхзакрученного жидкого кристалла 7. В результате такой переориентации молекул сверхзакрученного жидкого кристалла резко уменьшается поглощение света, что приводит к образованию однородности пропускания изображения.

Предлагаемая конструкция жидкокристаллического затвора с устранением неоднородности пропускания основана на анализе причин возникновения данного дефекта. Полученные факты свидетельствуют о том, что дефект вызывают электростатические процессы, протекающие в жидком кристалле за время подачи однополярного меандра. Поскольку используемый в стереовидении режим предусматривает равные времена Т нахождения каждой шторки в открытом и закрытом состоянии (причем время релаксации τрл<Т, и каждый раз молекулы за время паузы успевают вернуться в исходное состояние), то такое управление эквивалентно работе на постоянном токе. Причем это - наихудший из возможных вариантов, так как затвор значительную часть времени находится в переходном состоянии заряда/разряда емкости и через него течет максимальный ток. В результате в жидкокристаллическом слое образовывается вторичный заряженный слой из ориентированных полем молекулярных диполей. Как известно из теории гальваники, плотность тока вблизи краев электрода неуправляемо возрастает из-за того, что ток идет не только по кратчайшему расстоянию, но и через весь объем электролита (см., например, www.polirovanie.ru/chromiumway.php) - каким является жидкий кристалл с находящимися в нем свободными ионами. Поэтому вторичный заряд формируется неравномерно и после замыкания контактов затвора на нулевой потенциал стекает с разной скоростью. Как следствие в областях с увеличенным накопленным зарядом релаксация (возврат затвора в исходное светлое состояние) проходит со значительной задержкой. Иногда различие во временах релаксации на отдельных участках может быть двукратным.

Экспериментально установлено, что положение максимально заметного дефекта неравномерности пропускания привязано к направлению натирания. На фиг.5 показаны положения максимально заметного дефекта неравномерности пропускания в зависимости от направления натирания для жидкокристаллического затвора прямоугольной формы. Если принять за 0° направление натирания 10 первой подложки 5 жидкокристаллического затвора 1, то направление натирания 11 второй подложки 6 составляет с ним α=270° (это - общеизвестное правило, отступление от которого ведет к появлению дефектов неравномерности контраста). Максимум дефекта неравномерности пропускания (пятно 12, вытянутое к центру шторки по биссектрисе соответствующего угла жидкокристаллического затвора 1) наблюдается в направлении 135° при всех указанных вариантах натирания. На фиг.5а-5д даны различные варианты положения дефекта - пятна 12 в зависимости от направления натирания 10 первой подложки 5 и от направления натирания 11 второй подложки 6, соответственно (фиг.5а и фиг.5б - для одного варианта натирания).

Этот результат можно интерпретировать следующим образом. Напряжение, приложенное к электродам жидкокристаллического затвора, вызывает целый ряд сложных процессов (движение носителей заряда в жидком кристалле; инжекция зарядов из электродов; диссоциация жидкого кристалла на ионы в объеме и на электродах; их последующая рекомбинация; образование пространственного заряда в приэлектродных областях; явления, связанные с ориентационной поляризацией молекул, в том числе диполь-дипольная корреляция, анизотропия диэлектрической релаксации и т.д.) (см., например, Гребенкин М.Ф., Иващенко А.В., Жидкокристаллические материалы, М., Химия, 1989).

На фиг.6 показана структура прилегающих к поверхности одной из подложек слоев. На первую подложку 5 нанесен прозрачный токопроводящий слой 8 (электрод), на него - ориентирующий слой 9. Ориентация осуществляется натиранием ориентирующего слоя 6 в направлении 10, показанном стрелкой. Молекулы жидкого кристалла 7 наклонены под углом 2…3° к поверхности ориентирующего слоя 9. Очевидно, что напряженность поля между токопроводящим слоем (электродом) 8 и поднятым концом молекулы ниже, чем между токопроводящим слоем (электродом) 8 и опущенным концом молекулы. Возникает градиент поля 13 (или потоки зарядов на первой подложке), направленный в сторону торца жидкокристаллического затвора, противоположного направлению натирания. Таким образом, анизотропия проводимости вызывает движение зарядов не только между подложками, но и параллельно им.

На фиг.6б показана схема формирования дефекта. Если первая подложка 5 жидкокристаллического затвора 1 натерта в направлении натирания 10, а вторая подложка 6 - в направлении натирания 11, то будет наблюдаться движение зарядов параллельно подложкам в противоположную направлению натирания 10 сторону на первой подложке 5 и противоположно направлению натирания 11 - на второй подложке 6. Эти направления обозначены как 10 и 11, соответственно. Отраженные от торцов жидкокристаллического затвора (подобно акустическим волнам) потоки зарядов 13а и 14а взаимодействуют с первичными потоками зарядов 13 и 14, соответственно. Это приводит к образованию зон 15 избыточного приэлектродного заряда на некотором удалении от краев подложек.

Положение этих зон зависит от напряжения: при напряжениях порядка 6В оно составляет порядка 10…12 мм, при 12В - около 5…7 мм, а при 15В - примерно 3 мм. Очевидно, что дефект будет максимальным на участке пересечения обеих зон избыточного заряда, и именно в этой области появляется неустранимое пятно 12. Со временем происходит выравнивание напряженностей поля между токопроводящим слоем (электродом) 8 и поднятым концом молекулы, и продольный градиент уменьшается. Как результат, дефект неравномерности пропускания со временем уменьшается и через несколько десятков минут или часов остается существенным только в области 12. Очевидно, что положение пятна 12 определяется направлениями натирания пластин: если принять за 1 квадрант тот, что расположен левее стрелки направления натирания 10 первой подложки 5, то пятно 12 всегда располагается во II квадранте.

Во многих случаях (для работы с ЖК-экраном телевизора или компьютера) натирание подложек должно осуществляться под углом 45° к осям жидкокристаллического затвора: только в этом случае ориентация входного поляроида жидкокристаллического затвора совпадает с осью поляризации выходного поляроида ЖК-экрана, и пропускание будет максимальным.

На фиг.5в показано направление градиентов продольного движения зарядов при натирании ориентирующего слоя 9 на первой подложке 5 под углом 45° относительно вертикальной оси, а натирание ориентирующего слоя 9 на второй подложке 6 - на угол α=270° против часовой стрелки от направления натирания ориентирующего слоя 9 первой подложки 5. Поток зарядов 13 на первой подложке 5, падая на горизонтальный торец жидкокристаллического затвора под углом 45° и отражаясь от него под тем же углом (пунктирные линии 13а), накладывается на встречные потоки, отраженные от вертикального торца жидкокристаллического затвора 1 под тем же углом (точечные линии 136). Поскольку экспериментально установлено, что максимальное проявление эффекта неравномерности пропускания наблюдается на расстоянии 2…8 мм от торца жидкокристаллического затвора 1 при распространении и отраженного продольного потока заряженных частиц 13а (или 13б) навстречу основному 13, то в основной площади жидкокристаллического затвора пересечение градиентов продольной составляющей тока происходит под прямым углом и проявляется в виде неравномерности пропускания очень короткое время в начале процесса, когда потоки еще не уравновешены. Навстречу друг другу распространяются только отраженные от горизонтального торца жидкокристаллического затвора потоки 13а и отраженные от вертикального торца жидкокристаллического затвора потоки 13б. Очевидно, что наибольшая интенсивность взаимодействия будет наблюдаться в углу жидкокристаллического затвора, когда отраженные потоки еще не ослаблены (фиг.6в).

Аналогичным образом развивается процесс на другой подложке. В результате дефект неравномерности визуализируется в виде двух пятен 12 в углах жидкокристаллического затвора вместо одного при натирании вдоль геометрических осей жидкокристаллического затвора.

Если подложки жидкокристаллического затвора имеют острый угол (фиг.6г), то дефект неравномерности пропускания формируется наложением в узкой области множества падающих под разными углами градиентов и их отражений. В результате формируется протяженный дефект с заметным отклонением пропускания.

Если подложки жидкокристаллического затвора образуют тупой угол (фиг.6д), то дефект неравномерности пропускания формируется наложением всего трех градиентов и их отражений, причем длина пути до наложения оказывается достаточно большой и дефект отклонения пропускания не образуется.

Этот процесс теоретически начинает влиять на образование дефекта уже при угле φ>90°, однако в наших экспериментах достаточным для исчезновения дефекта оказался угол φ≥110°.

Данная конструкция не имеет дефекта неравномерности как без использования фазового компенсатора, так и при его использовании. Поэтому в первом частном случае реализации данной конструкции в нее входит, по крайней мере, один фазовый компенсатор, расположенный, по крайней мере, между одним поляризатором и одной из подложек жидкокристаллического затвора.

Длина скошенной грани первой подложки, образующей с соседней гранью первой подложки тупой угол φ>90°, должна быть не менее 5 мм. Только в этом случае обеспечивается достаточное разнесение градиентов продольной составляющей тока и их отражений, исключающее образование дефекта.

Таким образом, для того, чтобы минимизировать дефект неравномерности пропускания, необходимо обеспечить три условия:

1) обеспечить направление натирания подложки под углом 45° к осям жидкокристаллического затвора (это соответствует ориентации поляроидов на экранах ЖК-телевизоров и мониторов персональных компьютеров - ПК);

2) ввести в конструкцию как минимум один угол φ>90° между соседними гранями, по крайней мере, одной подложки жидкокристаллического затвора (это соответствует скосу, например стереоочков под переносицу);

3) обеспечить градиенты продольной составляющей тока в жидкокристаллическом затворе в сторону тупого угла (φ>90°).

На фиг.7 показана конструкция жидкокристаллического затвора согласно изобретению, соответствующая этим требованиям. Стороны (грани) 5а и 5б первой подложки 5 образуют между собой тупой угол, т.е. угол φ между ними более 90° (сторона (грань) 5б на фиг.7 параллельна горизонтальной оси жидкокристаллического затвора 1, но в общем случае параллельность может не соблюдаться). Угол θ между направлением натирания первой подложки 5 и скошенной гранью 5а - менее 45°. В этом случае поток зарядов (градиент продольной составляющей тока в жидкокристаллическом затворе) ориентирован в сторону тупого угла φ, и не создаются условия для образования стабильного во времени дефекта неравномерности. При этом направление натирания второй подложки 6 определяется автоматически требованием поворота на 270° против часовой стрелки от направления натирания первой подложки 5.

При управлении данной конструкции однополярным меандром с чередованием полярности дефект неравномерности пропускания не образуется или исчезает полностью после непродолжительной (1…2 часа) тренировки. Повторно он не наблюдается ни после 240 часов непрерывной работы, ни после длительного (несколько недель) хранения в выключенном состоянии.

Указанный эффект данной конструкции наблюдался на различных вариантах жидкокристаллических затворов для стереовидения. В качестве ориентирующего материала использовался полиимидный лак АД9103, жидкокристаллическое вещество - ЖКМ 1391 производства МНПО НИИОПиК и различные смеси импортного производства. Зазор составлял от 4 до 6.5 мкм.

1. Жидкокристаллический затвор, содержащий первый поляризатор с осью поглощения, ориентированной в первом направлении, второй поляризатор с осью поглощения, ориентированной во втором направлении, перпендикулярном первому направлению, первую подложку и вторую подложку, сверхзакрученный жидкий кристалл, расположенный между первой и второй подложками, причем жидкокристаллический затвор имеет первое направление натирания на первой подложке и второе направление натирания на второй подложке под углом 270° относительно первого направления, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна грань первой подложки жидкокристаллического затвора скошена и образует со смежной гранью первой подложки угол φ>90°, а направление натирания одной из подложек составляет угол 45° к горизонтальной оси жидкокристаллического затвора от нижней грани первой подложки к верхней грани первой подложки, причем угол между направлением натирания первой подложки и скошенной гранью θ<45°.

2. Жидкокристаллический затвор по п.1, отличающийся тем, что содержит, по крайней мере, один фазовый компенсатор, расположенный между, по крайней мере, одним поляризатором и одной из подложек.

3. Жидкокристаллический затвор по п.1, отличающийся тем, что длина скошенной грани первой подложки составляет не менее 5 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам воспроизведения и наблюдения стереоскопических изображений. .

Изобретение относится к осветительному устройству, к устройству отображения и к телевизионному приемнику. .

Изобретение относится к устройству жидкокристаллического дисплея и может быть использовано в дисплеях, в которых на отображаемые изображения смотрят при ношении поляризационных очков

Изобретение относится к держателю лампы, монтажному элементу, осветительному устройству, дисплейному устройству и телевизионному приемному устройству

Изобретение относится к устройствам отображения

Изобретение относится к устройствам отображения
Наверх