Закрученная структура может быть реализована натиранием поверхностей электродов ячейки во взаимно перпендикулярных направлениях. Молекулы ЖК у поверхности электродов ориентируются гомогенно, а в глубине слоя закручиваются так же, как в холесте-рическом ЖК. Ячейка с такой структурой помещается между поляризаторами. Приложенное электрическое поле вызывает поворот осей молекул вокруг их центров параллельно вектору электрического поля, и закручивание структуры исчезает. Ячейка теряет оптическую активность, в скрещенных поляризаторах возбужденная ячейка становится темной, непрозрачной, а в параллельных - прозрачной.

Эффект вращения плоскости поляризации позволяет получать высокий контраст (30 ... 100) и имеет очень низкое пороговое напряжение (0,9 ... 1,5 В). Низкие напряжения управления, высокий контраст, несмотря на необходимость использования поляризаторов, открывают широкую перспективу применения этого эффекта в устройствах отображения информации.

Электрооптический эффект взаимодействия «гость - хозяин». Этот эффект наблюдается в нематических ЖК с положительной диэлектрической анизотропией, в состав которых введены небольшие примеси плеохроиче-ского красителя. В этих смесях молекулы нематического вещества «хозяина» взаимодействуют с плеохроиче-скими молекулами красителя «гостя». Тонкий слоя ЖК за счет поглощения световой энергии при отсутствии электрического поля получает окраску, характерную для красителя «гостя», а при действии электрического поля становится бесцветным или слегка окрашенным красителем.

При отсутствии электрического поля в тонком слое ЖК молекулы нематического вещества и красителя ориентируются параллельно электродам ячейки. Для усиления эффекта однонаправленного упорядочения молекул необходимо предварительно применять ориен-тационные технологические приемы. Молекулы красителя имеют стержневидную форму и высокую поляризационную способность. Спектр поглощения этих молекул является фунцией их ориентации относительно направления поляризации падающего света. Если направление поляризации падающего света совпадает с ориентацией молекул красителя, то молекулы поглощают свет

й определенной области спектра й Смесь приобретаег окраску, характерную для красителя.

В электрическом поле молекулы изменяют начальную ориентацию, причем с увеличением напряженности поля длинные оси молекул стремятся ориентироваться по направлению вектора поля. При напряженности поля более 1 В/мкм молекулы нематического вещества и одновременно молекулы красителя ориентируются параллельно полю. В этом случае молекулы красителя становятся ориентированными перпендикулярно направлению поляризации падающего света. В результате этого поглощение света ослабевает и смесь становится бесцветной, при этом изменение оптической плотности достигает 1,4. В силу того, что момент диполя и молекулярные оси направлены в одну сторону, явление динамического рассеяния проявляется очень слабо. Когда электрическое поле снимается, молекулы возвращаются в исходное положение и первоначальная окраска восстанавливается.

Окраска слоя может быть принципиально любой и определяется выбором красителя. Так, разные красители придают соответственно различную окраску: мети-леново-красный - красную, индофенол - синюю, брил-лиантово-зеленая - зеленую. Возможно переключение на два цвета, если к нематическому веществу вместе с плеохроическим красителем добавить неплеохроиче-ский. Упорядочение молекул вещества часто не влияет на характерную окраску неплеохроического красителя. Поэтому при управлении электрическим полем цвет смеси будет изменяться, например от синего (характерной окраски комбинации двух красителей) до зеленого, свойственного неплеохроическому красителю.

Существует взаимодействие «гость - хозяин» другого характера, при котором изменение цвета происходит в обратном направлении - от бесцветного к цветному. В этом случае молекулы нематического вещества ориентированы перпендикулярно электродам при отсутствии поля. Переход от одного состояния к другому происходит при приложении электрического поля.

Пороговое напряжение, при котором начинается переориентация молекул, невелико и равно 1 ... 3 В. Диапазон управляющих напряжений, при которых происходит изменение цвета, различен для разных смесей и составляет 2 ... 10 В.

время обесцвечивания - время реакции - составляет 30 ... 500 мс и зависит от значения управляющего напряжения и температуры. При увеличении напряжения время реакции уменьшается. При увеличении тем пературы имеет место такая же зависимость. Однако она значительно слабее, чем зависимость от напряжения. Время релаксации - восстановление цвета - практически не зависит от значения управляющего напряжения, но уменьшается с повышением температуры. Диапазон времени релаксации очень широк: 30 ... 500 мс. Электрооптический эффект «гость - хозяин» позволяет создавать цветные индикаторные устройства.

ГЛАВА 3

КОНСТРУКЦИИ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ИНДИКАТОРНЫХ УСТРОЙСТВ

3.1. КОНСТРУКЦИЯ ЖКИ

Конструкция индикатора на ЖК состоит из двух стеклянных пластин, покрытых с внутренней стороны слоем электродного материала, и расположенного между ними ЖК (рис. 3.1). Для обеспечения однородной четкости изображения и большого срока службы ЖКИ содержит тонкое инертное покрытие, наносимое на поверхность подложки с проводящими слоями на ней. Как правило, инертное покрытие нерастворимо в не-

Рис. 3.1. Конструкция ЖКИ устройства:

на отражение (с) и просвет (б); I, 3 -стеклянные пластины; 2 -склеивающее соединение; 4 - задний отражающий (с) и прозрачный (б) электроды; 5 - передний прозрачный электрод; 6 - ЖК