ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗНАКОСИНТЕЗИРУЮЩИЕ ИНДИКАТОРЫ

22.1Общие сведения

Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) в отличие от других типов индикаторов являются пассивными приборами, в которых используется явление электрооптических эффектов в жидких кристаллах. Они не излучают свет, а только модулируют падающий или проходящий сквозь них световой поток.

Жидкокристаллические индикаторы представляют собой две плоские стеклянные пластинки, на одной стороне которых нанесены прозрачные электроды. Пластины расположены строго параллельно электродами внутрь. Пространство между электродами заполняется жидкокристаллическим веществом. Один из электродов выполнен в виде рисунка знака, а второй является общим. Используя различные оптические эффекты, возникающие при приложении электрического поля к ЖК веществу, находящемуся между электродами, за счет возникновения контраста между основным фоном и самим знаком образуется видимое изображение.

Жидкий кристалл – вещество, обладающее подобно кристаллу анизотропией свойств, в частности оптических, связанных с упорядоченностью в ориентации молекул, а также некоторыми свойствами жидкости. Нематический ЖК-кристалл, в котором длинные оси молекул расположены параллельно оси, лежащей в направлении преимущественной упорядоченности в данной области. В настоящее время выпускаемые ЖКИ используют эффект вращения плоскости поляризации проходящего света – твист-эффект.

Твист-эффект – ориентационный эффект в нематическом жидком кристалле, проявляющийся в том, что в невозбужденном состоянии ЖК вращает плоскость поляризации на 90⁰, при приложении электрического поля вращение плоскости поляризации отсутствует.

Другой тип ЖКИ использует оптический эффект «гость-хозяин». Эффект «гость-хозяин» – ориентационный эффект в нематическом жидком кристалле, проявляющийся в изменении цвета слоя кристалла за счет поглощения световой энергии красителем («гостем») при отсутствии (в присутствии) электрического поля.

Достоинства ЖКИ:

– малая потребляемая мощность;

– увеличение яркости и сохранения контрастности при усилении яркости внешнего освещения вплоть до прямого солнечного света; непосредственное согласование с КМОП ИС; высокая долговечность.

К недостаткам ЖКИ относится малый интервал рабочих температур, особенно при низких температурах.

Жидкокристаллические индикаторы находят применение там, где важными факторами являются экономичность питания аппаратуры и высокая внешняя освещенность: электронные часы, особенно наручные; микрокалькуляторы с автономным питанием; индикаторы для медицинских целей; измерители температуры в помещениях, салонах автомобилей; отображение информации на приборных панелях летательных аппаратов и автомобилей.

Рекомендации по применению. Индикаторы должны управляться только переменным напряжением; при этом постоянная составляющая любой полярности не должна превышать значения, указанные для конкретного прибора. Температура эксплуатации индикаторов не должна превышать + 50 градусов Цельсия, так как превышение ведет к разрушению ЖК вещества и выходу прибора из строя. Не допускается сдавливание индикатора при установке в аппаратуре в направлении, перпендикулярном плоскости прибора, в пределах информационного поля.

22.2 Разновидности ЖКИ

Многоразрядные индикаторы ЖКИ. Наиболее широкий ассортимент имеют часовые индикаторы различных типов: наручных, настольных, настенных, автомобильных и пр. Таких индикаторов насчитывается многие десятки видов. Широко применяются жидкокристаллические индикаторы в микрокалькуляторах и малогабаритных цифровых измерительных устройствах (мультиметрах). Как правило, эти индикаторы одноцветные и имеют статический режим управления.

Шкальные индикаторы широко используются для отображения аналого-цифровой информации в бытовой аппаратуре. Режим управления – статический.

Матричные ЖКИпредназначены для отображения сложной знакографической информации в виде цифр, букв, знаков в индикаторной аппаратуре. Индикаторы имеют мультиплексный режим управления. Все ЖКИ эксплуатируются в условиях повышенной освещенности.