Klasifikace LCD - LCD classification

Existují různé klasifikace elektrooptických režimů displeje z tekutých krystalů (LCD).

Provoz LCD v kostce

Provoz TN, VA a IPS-LCD lze shrnout takto:

  • dobře vyrovnaná konfigurace LC je deformována aplikovaným elektrickým polem,
  • tato deformace mění orientaci lokální LC optické osy vzhledem ke směru šíření světla skrz vrstvu LC,
  • tato změna orientace změní polarizace stav světla šířícího se LC vrstvou,
  • tato změna polarizačního stavu se převede na změnu intenzity pomocí dichroický absorpce, obvykle vnější dichroickou polarizátory.

Aktivace

Tekuté krystaly lze srovnávat magnetickým i elektrickým polem. Síla požadovaného magnetického pole je příliš vysoká, aby to bylo možné pro zobrazovací aplikace.

Jeden elektro-optický efekt s LC vyžaduje proud procházející LC-článkem; všechny ostatní procvičované elektrooptické efekty vyžadují pro vyrovnání LC pouze elektrické pole (bez proudu).

Elektrooptické efekty v kapalných krystalech

LC lze srovnávat elektrickým a magnetickým polem

účinky elektrického poleelektro-hydrodynamické účinky
elektrické pole vyrovná tekutý krystal
není nutný žádný proud (pro provoz je vyžadován velmi nízký výkon).		tvorba a rozptyl domény indukované proudem
pro aktivaci vyžaduje proud.
efekt zkrouceného nematického polerežim dynamického rozptylu, DMS
Vizuální informace lze generovat procesy
  • absorpce (buď dichroickými barvivy v LC nebo externími dichroickými polarizátory),
  • rozptyl,
  • shoda indexů (např. holografické PDLC).

Absorpční účinky

Stav polarizace světla procházejícího vrstvou LC nelze lidskými pozorovateli vnímat, je třeba jej převést na intenzitu (např. Jas), aby se stal vnímatelným. Toho je dosaženo absorpcí dichroickými barvivy a dichroickými polarizátory.

Absorpční účinky
vnitřní absorpce
(dichroická barviva rozpuštěná v LC), host-host LCD		externí dichroické polarizátory
nekroucené konfigurace s dichroickými barvivy [1]elektricky řízený dvojlom, ECB
zkroucené konfigurace s dichroickými barvivyzkroucený efekt nematického pole,[2] TN
potlačené nematické efekty, STN, celkový zákrut je> 90 °

SBE (supertwisted birefringence efekt) [3]
DSTN: dvouvrstvý efekt STN
FSTN: fólií kompenzovaný supertwisted nematický efekt (fólie = retardér)

efekty přepínání v rovině, IPS [4]
efekt přepínání okrajových polí, FFS
vertikálně zarovnané efekty, VA [5]
vertikální zarovnání více domén, MVA [6]
vzorované svislé zarovnání, PVA [7]
PI-buňka [8] (aka OCB-buňka)
OCB: opticky kompenzovaný režim ohybu
cholestero-nematická fázová změna s dichroickými barvivy [9]

Polymerní disperzní kapalné krystaly

Kapalné krystaly s nízkou molekulovou hmotností mohou být smíchány s polymery s vysokou molekulovou hmotností, následovanou fázovou separací za vzniku jakési houbovité matrice naplněné LC kapičkami. Externí elektrické pole může vyrovnat LC tak, aby odpovídalo jeho indexu s indexem polymerní matice, přepnutím této buňky z mléčného (rozptylového) stavu do jasného transparentního stavu. Když jsou dichroická barviva rozpuštěna v LC, elektrické pole může přepnout PDLC z absorpčního stavu na docela transparentní stat

Když je množství polymeru malé ve srovnání s množstvím LC, nedojde k separaci obou složek, ale polymer vytvoří uvnitř LC anizotropní vláknitou síť, která stabilizuje stav, ve kterém byl vytvořen. Tímto způsobem lze řídit určité fyzikální vlastnosti (např. Pružnosti, viskozity, a tím prahová napětí a doby odezvy).

Polymerní disperzní kapalné krystaly
PDLC
  • absorpční barviva dopovaná PDLC
  • rozptyl PDLC
  • holografické PCLC
  • polymerem stabilizované LCD

Bistabilní LCD

Pro některé aplikace je bistabilita elektrooptických efektů velmi výhodná, protože optická odezva (vizuální informace) je udržována i po odstranění elektrické aktivace, což šetří nabití baterie. Tyto efekty jsou výhodné, když se zobrazené vizuální informace mění pouze v prodloužených intervalech (např. Elektronický papír, elektronické cenovky atd.).

Bistabilní LCD
feroelektrické LCcholesterické LCnematické LC
bistabilní feroelektrické LCDbistabilní LCD displeje s fázovou změnoubistabilní nematické displeje
  • zkroucené bistability
    (Zkroucení o 180 ° / 360 °) [10]
  • bistabilní zkroucené nematické efekty, BTN
  • zenitové bistability [11]
  • azimutální bistability

Snížení variací při sledování směru na LCD

Se směrem šíření světla ve vrstvě LC se mění také stav polarizace světla a v důsledku toho se mění také intenzita a spektrální rozložení procházejícího světla. Aby se takové nežádoucí variace snížily na minimum, používají se ve skutečných LC displejích dva přístupy: přístupy s více doménami a aplikace externích dvojlomných vrstev (retardéry).

Snížení variací při sledování směru na LCD
vícedoménové přístupy(dvojlom) kompenzace listu retardéru
vizuální průměrování mikroskopických oblastí s
různé vlastnosti směru pohledu		korekce nežádoucích účinků v LC vnějšími dvojlomnými (polymerními) vrstvami.

Reference

  1. ^ Heilmeier, G. H .; Zanoni, L. A. (1968). „HOSTITELSKÉ INTERAKCE V NEMATICKÝCH KAPALNÝCH CRYSTALECH. NOVÝ ELEKTROOPTICKÝ EFEKT“. Aplikovaná fyzikální písmena. Publikování AIP. 13 (3): 91–92. doi:10.1063/1.1652529. ISSN  0003-6951.
  2. ^ Schadt, M .; Helfrich, W. (1971-02-15). „NAPĚTOVĚ ZÁVISLÁ OPTICKÁ ČINNOST ZKROCENÉHO NEMATICKÉHO KAPALNÉHO KRYSTALU“. Aplikovaná fyzikální písmena. Publikování AIP. 18 (4): 127–128. doi:10.1063/1.1653593. ISSN  0003-6951.
  3. ^ Scheffer, T. J .; Nehring, J. (1984-11-15). "Nový, vysoce multiplexovatelný displej z tekutých krystalů". Aplikovaná fyzikální písmena. Publikování AIP. 45 (10): 1021–1023. doi:10.1063/1.95048. ISSN  0003-6951.
  4. ^ Soref, R.A. (1973-02-15). "Účinky příčného pole v nematických kapalných krystalech". Aplikovaná fyzikální písmena. Publikování AIP. 22 (4): 165–166. doi:10.1063/1.1654597. ISSN  0003-6951.
  5. ^ Schiekel, M. F .; Fahrenschon, K. (1971-11-15). "Deformace kapalných krystalů Nematic se svislou orientací v elektrických polích". Aplikovaná fyzikální písmena. Publikování AIP. 19 (10): 391–393. doi:10.1063/1.1653743. ISSN  0003-6951.
  6. ^ K. Ohmuro a kol., SID'97 Digest, str. 845
  7. ^ J. O. Kwag a kol., SID'00 Digest, str. 1077
  8. ^ Bos, Philip J .; Koehler / Beran, K. Rickey (1984). „Pi-Cell: Rychlé optické přepínací zařízení z tekutých krystalů“. Molekulární krystaly a kapalné krystaly. Informa UK Limited. 113 (1): 329–339. doi:10.1080/00268948408071693. ISSN  0026-8941.
  9. ^ White, Donald L .; Taylor, Gary N. (1974). „Nové absorpční reflexní zobrazovací zařízení z tekutých krystalů“. Journal of Applied Physics. Publikování AIP. 45 (11): 4718–4723. doi:10.1063/1.1663124. ISSN  0021-8979.
  10. ^ Berreman, D. W .; Heffner, W. R. (1980). "Nový bistabilní cholesterický displej z tekutých krystalů". Aplikovaná fyzikální písmena. Publikování AIP. 37 (1): 109–111. doi:10.1063/1.91680. ISSN  0003-6951.
  11. ^ G. P. Brown, Proc. IDRC 2000, s. 76

Literatura

  • Pochi Yeh, Claire Gu, Optics of Liquid Crystal Displays, John Wiley & Sons, 1999
  • D.K. Yang, S.T. Wu, Fundamentals of Liquid Crystal Devices, Wiley SID Series in Display Technology, 2006