Модуляторы на жидких кристаллах

Жидкие кристаллы (ЖК) – самые распространенные светомодуляционные материалы. Широко используются в цифровых и матричных индикационных устройствах. В мире выполнен 1 млрд ЖК устройств.

На рис. 4.4 показана структура ЖК ячеек на отражение и на просвет. Обозначения следующие: 1- пучок света, 2- поляризатор, 3- ЖК ячейка, 4- зеркальная поверхность, 5- поляризатор-анализатор. Стенки ЖК- ячейки выполнены с прозрачными электродами S_nO на которые подается управляющее напряжение. Преимуществом ЖК, по сравнению с электрооптическими кристаллами, является высокое ДЛП при подаче напряжения на ячейку: . У кристаллов ДЛП , а у ЖК - .

Высокое ДЛП приводит к тому, что полуволновое напряжение при расстоянии между электродами 10 мкм составляет 1…5 В, т.е. .

Основная проблема использования ЖК - низкое быстродействие: , так как требуется переориентация молекул.

Рис. 4.4. Структура жидкокристаллического модулятора

(а – на отражение, б – на просвет)

Жидкий кристалл представляет собой жидкость при температуре T > T _пл, где T _пл температура плавления.

Кристаллическая фаза ЖК при T < T _пл называется мезофазой.

Твёрдая кристаллическая фаза наступает при T < T _{затверд}.

При воздействии электрического поля наблюдаются следующие эффекты: смещение S, изгиб B(bend), закручивание Tw (twist).

Наиболее распространены Tw -ячейки:

, (4.24)

где - вращательная вязкость, K - модуль упругости, - анизотропия диэлектрической проницаемости (разность ε вдоль длинной и короткой осей молекул), d - толщина слоя ЖК, U- напряжение.

Время релаксации при квадратичном ЭО T -эффекте определяется по формуле

. (4.25)

Дата добавления: 2015-07-11