41.Понятие о жидких кристаллах. Конструкция ячейки на жидком кристалле.

Жидкие кристаллы – органические жидкости, имеющие измененные стержнеобразные молекулы. Жидкие кристаллы обладают свойствами жидкости и некоторыми свойствами твердых кристаллических тел в определенном диапазоне температур. При низкой температуре жидкие кристаллы переходят в твердые состояния, а при высокой становятся изотропными жидкостями. Ячейка на жидких кристаллах имеет следующий вид.

Эта ячейка состоит из двух плоскопараллельных стеклянных пластин – 1, на внутренней поверхности которого нанесены электроды – 3, между ними расположен тонкий слой жидких кристаллов – 2. Толщина этого слоя зависит от толщины диэлектрической прокладки – 4. В качестве нее может быть тифлон, майлар и т.д. и соответствует приблизительно нескольким единиц или десяткам микрон. Электрооптические свойства жидких кристаллов существенно зависит от их частоты.

Рассмотрим жидкокристаллические индикаторные приборы, работающие в проходящем свете. Показанном на следующем рисунке.

У жидкокристаллических индикаторных приборов , работающих в походящем свете оба электрода прозрачны, а источник света 2 находится за индикаторным прибором. Такой индикаторный прибор в невозбужденном состоянии прозрачный и пропускает свет, а в возбужденном – рассеивает его.

Индикаторные приборы основанные на принципе отражения света более экономичны, так как не требуют дополнительного источника света у этих индикаторных приборов, второй электрод изготавливается из материала с большим коэффициентом отражения (Al, Ni, Cr), а в качестве источника света – 2 может служить обычный источник света в помещении или дневной свет.

42.Эффекты динамического рассеяния света и вращения плоскости поляризации в жидких кристаллах.

Наиболее широкое применение в жидкокристаллических индикаторных приборах получили следующий электрооптические эффекты: динамического рассеивания света, вращения плоскости поляризации (твист-эффект), деформация ориентированных фаз.

В индикаторных приборах из пользуют эффект динамичного рассеивания света при приложении электрического поля напряженностью 5·10³-10⁴ В/см. Жидкие кристаллы нематического типа мутнеет и прозрачное вещество становится молочно-белым, следовательно появляется множество центров рассеивания.

На однородном фоне появляется рисунок, яркость которого пребывает в 10-40 раз яркость фона. С увеличением внешнего освещения яркость высвечивания знака растет, контрастность сохраняется, что принципиально отличает эти индикаторные приборы от других. Эффект динамического рассеивания обратим, т.е. после снятия напряжения жидкий кристалл становится прозрачным. Контрастность может достигать значение 40:1.

В индикаторных приборах на основе эффекта вращения плоскости поляризации при приложении электрического поля примерно той же напряженности, что и в случае динамического рассеивания меняется прозрачность системы, состоящей из плоской стеклянной ячейки, заполненной нематическим жидкокристаллическим веществом и помещенным между двумя полироидами. В результате на однородном фоне появляется черный рисунок. Этот эффект состоит в том, что молекулы жидких кристаллов только поворачиваются в соответствии с ориентацией электрического поля. Благодаря этому достигается большее быстродействие и меньшее потребление энергии. контрастность 100:1. Недостаток таких устройств необходимость в полироидах, что усложняет конструкцию, повышает стоимость и ограничивает угол наблюдения.