Принцип работы жки

“Твист – эффект” используется в ЖКИ на отражение, где изображение рассматривается в отражённом свете. На рис.2. показаны упрощенная структура индикатора и путь прохождения светового луча S_пад и S’_пад в двух случаях: управляющее напряжение отсутствует (левая часть рисунка), управляющее напряжение приложено к слою ЖК между двумя электродами круговой формы (правая часть рисунка).

Рис.2. Принцип работы холестерического ЖКИ на отражение: 1 – горизонтальный поляризатор; 2 – слой ЖК; 3 – вертикальный поляризатор; 4 – зеркало; 5 – управляющее напряжение; 6 – прозрачные электроды.

Структура индикатора состоит из слоя ЖК толщиной несколько десятков микрон, заключённого между двумя прозрачными стеклянными пластинами. На эти пластины нанесены тонкие прозрачные плёночные электроды из окиси олова SnO. При включении напряжения молекулы ориентируются перпендикулярно поверхности пластин вдоль линий поля. Сверху и снизу от слоя ЖК расположены пластины скрещенных поляризаторов, причём верхний поляризует свет горизонтально, а нижний – вертикально, как показано широкими стрелками. За нижним поляризатором установлено зеркало, отражающее свет к наблюдателю.

Проходя через верхний поляризатор, луч S_пад в левой части рисунка приобретает горизонтальную поляризацию L и далее падает на слой ЖК. Проходя через слой ЖК, благодаря “твист – эффекту” вектор L закручивается по часовой стрелке на угол 90^о, и луч выходит из слоя ЖК вертикально поляризованным. Поэтому он проходит без потерь нижний поляризатор и отражается от зеркала. При отражении поляризация L не изменяется и нижний поляризатор луч снова проходит без потерь. В слое ЖК происходит обратная раскрутка L против часовой стрелки на 90^о, и на выходе луч имеет горизонтальную поляризацию L. Верхний поляризатор проходится без потерь, и отражённый луч S_отр направляется к наблюдателю. Таким образом, эта часть индикатора в отражённом свете кажется наблюдателю светлой.

В правой части рис. 2 луч S_пад также поляризуется и попадает в слой ЖК. Но при включении напряжения молекулы ЖК ориентируются вдоль линий электрического поля, “твист – эффект” пропадает, и луч падает на нижний поляризатор по-прежнему горизонтально поляризованным. Вертикальный поляризатор полностью задерживает этот луч. Отражённого луча нет, и наблюдателю эта часть индикатора кажется тёмной или чёрной. Таким образом, включая напряжение, можно формировать тёмные символы на белом фоне. Символам – электродам можно придать любую форму: сегментов индикатора, мнемонических знаков, графических символов и др.

Аналогично можно построить индикатор на просвет, для которого потребуется дополнительный источник света вместо зеркала. Под действием электрического поля молекулы ЖК переориентируются параллельно полю. На рис.3а. показано действие индикатора в выключенном состоянии, при котором свет поляризуется, благодаря “твист – эффекту”, и под действие электрического поля (рис.3б), когда свет через поляризаторы не проходит.

Рис.3. Принцип действия ЖКИ на просвет: а – выключенное состояние; б – под действием электрического поля.

Такой индикатор способен работать в полной темноте, но требует значительных затрат мощности на питание источника света.