ЖК. Следует, однако, помнить, что ЖК имеет определенное конечное значение удельного сопротивления ржк и диэлектрической проницаемости е. Поэтому реальное ЖК устройство представляет собой линию с распределенными параметрами R я С (рис. 3.20), что сказывается на работе устройства на переменном токе, вплоть до полного исчезновения отсчетного окна.

3.3. ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ, ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ И ПРОЕКЦИОННЫЕ ЭКРАНЫ НА ОСНОВЕ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ

Телевизионные экраны. Для

возможно применение режима ния с отражением падающего ячейки экрана в этом случае имеют зеркальный отражающий электрод. Большая разрешающая способность ЖК экранов, относительно высокая контрастность изображения, большой срок службы, конструктивная простота позволяют рассматривать их как возможных конкурентов ЭЛТ в телевидении [3.15].

Временная зависимость возбуждения ЖК ячейки приведена на рис. 3.21. Как видно из рисунка, ячейку можно охарактеризовать временами запаздывания Тз, нарастания контрастности ТнИ выключения (релаксации) твыкл- Значения этих параметров зависят от толщины слоя ЖК в ячейке, напряжения на ней и температуры ЖК. Два последних параметра при эксплуатации экрана меняются. При возбуждении ячейки сигналами различной длительности, например «накопленным» видеосигналом, в результате зависимости времени возбуждения (так назы-

телевизионных экранов динамического рассеяна экран света. ЖК

Т,миА/см

r,f1D

Рис. 3.21. Временная зависимость возбуждающего напряжения (с), плотности тока (б) И) контрастности (в) ЖК ячейки иа эффекте динамического рассеяния

ЁаЮт сумму Тз+Тн) от напряжения, могут возникнуть искажения изображения. Для уменьшения влияния температуры на время возбуждения ЖК ячеек, а также для сохранения нематического состояния вещества прибегают к термостатированию жидкокристаллической панели.

Значительная инерционность возбуждения ЖК ячеек не позволят осуществить управление ими непосредственно видеосигналом. Для этого используют накопительные элементы или устройства. Накопительные элементы в ЖК экранах качественно отличаются от элек-тролюминофорных. В электролюминофорных экранах время затухания электролюминофоров мало, поэтому в них необходимо продлевать свечение ячейки, которая хорошо возбуждается короткими импульсами. Жидкокристаллические экраны слабо реагируют на короткие возбуждающие импульсы напряжения и в возбужденном состоянии уже не требуют продления динамического рассеяния, поскольку время спада возбуждения сравнимо с временем инерционности глаза. Поэтому для ЖК экранов необходим накопительный элемент. Поиск простого и дешевого способа накопления информации и методов изготовления этих устройств является одной из основных задач, стоящих на пути реализации телевизионного ЖК экрана. Одним из возможных вариантов решения является использование сегнетоэлектрического накопительного элемента, непосредственно входящего в состав воспроизводящей панели.

При воспроизведении подвижных изображений время релаксации Тр должно быть порядка 20 ... 30 мс, чтобы смена информации перед наблюдателем происходила мгновенно, без «размывания». Увеличивая температуру ЖК, можно уменьшить время релаксации, но даже при 60°С оно неприемлемо велико. Такой же результат получается при уменьшении толщины слоя (ste5 мкм). Вследствие высокой инерционности ЖК получить неразмытые изображения невозможно. Для уменьшения времени Тр в настоящее время используют два способа. Первый из них заключается в подаче импульса f/=200 В примерно через 5 мкс после напряжения возбуждения. Импульс должен быть коротким (т=0,2 ... 0,5 мкс), чтобы не вызвать новой генерации ионов. Другой способ состоит в подаче переменного напряжения непосредственно после сигнала возбуждения. Амплитуда сигнала и переменного (стирающего)

напряжения примерно одинаковы; частота стирающего напряжения 10 ... 40 кГц, длительность 5 мкс. Оба способа позволяют снизить время релаксации до 15 ... 30 мкс, однако их применение в многоэлементных устройствах, каким, например, является телевизионный экран, заметно усложняет схемы управления.

Использование ЖК экрана матричной конструкции сопряжено с рядом трудностей. При большом числе строк и столбцов на невозбужденных ячейках, примыкающих к «выбранным» строке и столбцу, появляется напряжение, близкое к половинному напряжению возбуждения. Контрастность ячейки можно приближенно записать как

1 при t/ < [/„

Р = Р([/)=Ш при f/„<t/<[/„,e

COnSl при [/>[/яа(,,

где f/n, Uhrc - напряжения порога динамического рассеяния и насыщения соответственно; k - постоянный коэффициент.

Кривые на рис. 3.22 показывают, что отнощение f/Hac/fn>2; обычно это отношение составляет 3-4. В матричной конструкции теле- -„ визионного ЖК экрана это при-водит к сильному падению контрастности воспроизводимых изображений до неприемлемо низкой величины и, следовательно, необходимости использования коммутирующих элементов либо замены матричного экрана мозаичным. Несмотря на структурную простоту ЖК экрана его реализация связана со значительными трудностями, вызванными сложностью создания однородных по площади коммутирующих и накопительных элементов и высокими требованиями к обработке электродов. Кроме того, из-за практической несжимаемости жидкостей возникает проблема прочности оболочки ЖК экрана при повышенных температурах, так как давление внутри экрана значительно .возрастает. Поэтому для реализации плоского телевизионного жидкокоисталлического экрана, который может кон-

10 30 Цв

Рис. 3.22. Вольт-контрастная характеристика ЖК ячейки при толщине слоя ЖК 6 (/) и 12 (2) мкм