Жидкокристаллический плоский экран
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союэ Советских
Социалистических
Республик
G 02 F 1/13 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий (33) УДК 535. 511 (088. 8) Опубликовано 300782. Бюллетень ¹28 Дата опубликования описания 30.07 ° 82 Б ° В.Казаков, В.A.Öâåòêoâ, В.И.Логинов,: Б.Г Беккер и A.T. Публиченко," в - (- 1ЬЗН»Л (72) Авторы изобретения ПЛТКН Г(И)1ЕХНИ:(Иа@ц(БИБЛИОТЕК,((А (71) Заявитель (54) ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ПЛОСКИЙ ЭКРАН Изобретение относится к радиоэлектронике и может найти применение в телевидении. Известно устройство для формирования иэображений .= помощью жидких кристаллов, 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 (1). Недостатком этого устройства является то, что оно пригодно для отображения только статических изображений по заранее заготовленному трафарету, требует проецирования энергии от импульсной лампы на экран, что существенно увеличивает габа риты устройства. Кроме того, устройство обладает низким быстродействием. Наиболее блиЗким к предлагаемому техническим решением можно считать жидкокристаллический плоакий 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, заключенное между подложками (2 . Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обус" ловленное тем, что при нагревании 2О жидкого кристалла тепловая волна на границе сред с разной теплопроводностью, например жидким кристаллом (теплопроводностью 0,132 Вт/м С) и управляющим электродом (теплопроводность 30 Вт/м С), частично отражается в обратном направлении и так происходит многократно, за счет чего .увеличивается время нагрева и охлаждения жидкого кристалла и, следовательно, уменьшается быстродействие экрана. 947806 Цель изобретения - повышение быстродействия плоского экрана путем сокращения времени нагрева и охлаждения жидкокристаллического вещества. Поставленная цель достигается тем, 5 что н жидкокристаллическом плоском экране, содержащем две параллельно расположенные подложки, выполненные из материалов с различной теплопровод" ностью, нагревательный 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 теплопронодностей 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 электродами 3 и 4 находится жидкокристаллическое вещество 5. Устройство содержит также сглаживающие слои 6-9, расположенные соот- 35 ветственно между поцложкой 1 и нагревательным электродом 3, нагревательным электродом 3 и жидкокристаллическим веществом 5, жидкокристаллическим неществом 5 и управляющим 40 (нещестном) электродом 4, управляющим электродом 4 и подложкой 2. Устройство работает следующим образом. В течение отрезка времени (равно- 45 го, например, длительности строки телевизионного изображения) к первой строке нагревательного электрода 3 прикладывается напряжение, под действием которого по ней протекает ток, 5р вызывающий ее нагрев. Тепловая волна распространяется в обе стороны от нагреваемой строки. Благодаря наличию сглаживающих (no теплопроводности) слоев 6-9 между электродами 3 и 4 и подложками 1 и 2 и между 55 электродами 3 и 4 и жидкокристаллическим веществом 5 тепловая волна будет распространяться практически без отражения на границе сред с разной теплопроводностью, за счет чего уменьшается время нагрева и охлаждения жидкокристаллического вещества. В случае отсутствия сглаживающих слоен 6-9 при подаче напряжения на нагренательный электрод 3 происходит его нагрен. Тепловая волна распространяется в обе стороны от нагревательного электрода 3 и при прохождении границы раздела двух сред с различной теплопроводностью, например жидкокристаллического вещества 5 (1=0,132 Вт/м С) и управляющим электродом 4, выполненным из алюминия (Л=210 Вт/м С) 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 нагрева и остывания жидкокристаллического нещества 5 необходимо избавиться от отражения тепловых волн на границе раздела сред с различной теплопронодностью. Идеальным был бы случай, если бы сглаживающие слои 6-9 были бы выполнены в виде одного слоя, на с плавным изменением теплопронодности по толщине. Например, теплопронодность слоя 7 между нагревательным электродом 3 и жидкокристаллическим веществом 5 постоянно менялась бы по толщине от величины теплопронодности 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. 3а 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. 947806 Теплопроводность, Вт/м С Толщина слоя Наименование Состав Подложка 1 Сглаживающий слой 6 Сапфир Окись индия 30 Окись олова Калий хлористый Кварцевое стекло 40,8 5 мкм 6,72 300-500 А 300-500 А Сглаживающий слой 7 1,4 Алюмосиликатное стекло о 300-500 A 0,7 О,j32 10-20 мкм Сглаживающий слой 8 Алюмосиликатное стекло 300-500 А 300-500 А о 300-500 А 0,7 Кварцевое стекло Калий хлористый 1,4 6,72 Нйкелевая сталь 12,1 500 А 1000 А 500 А Сурьма Сталь хромовая (5%) 30,6 Никель 500 Х Сглаживающий слой 9 500 Х Кобальт Молибден Алюминий 100 137 500 A 5 мкм 210 Брокерит Подложка 2 208 1 мм 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 ке самым контрастом, кроме того сокращение времени нагрева и охлакдения позволяет избавиться от перегрева жидкокристаллического вещества, а следовательно увеличить площадь изображения жидкокристаллического экрана. Это позволяет получить визуально различимое иэображение без проецирования его на дополнительный экран, что существенно повьиаает воэможности его эксплуатации в компактной аппаратуре. Формула изобретения Нагревательный электрод 3 Жидкокристаллический слой 5 Управляющие электроды 4 Жидкокристаллический плоский экран, содержащий две параллельно расположенные подложки, выполненные из материалов с различной теплопровод" ностью, нагревательный и управляющий электроды, а также жидкокористаллическое вещество с термооптическим эффектом, заключенные между .подложка55 ми, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия путем сокращения времени нагре.ва и охлаждения жидкокристаллического вещества, между подложками и электа0 родами, а такке между электродами и жидкокристаллическим веществом расположен по крайней мере один слой вещества, значение теплопроводности которого находится между значениями 65,теплопроводностей прилегающих ма947806 . Составитель Г.Александров Редактор Н.Гришанова . Техред Т. Фанта Корректор A.Äçÿòêî Заказ 5646/70 Тираж 518 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 териалов, а количество слоев вы-., бирают из условия максимального сглаживания температурного скачка между материалами жидкокрис таллического плоского зкрана. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка 9 2227549, кл. G 02 F 1/32 1974. 2. Заявка Франции 9 2292253, 5 кл. С 02 Р 1/13, 1976 (прототип).
