Жидкокристаллические индикаторы.

В портативных интеллектуальных сенсорах чаще всего используют индикаторы на жидких кристаллах (ЖКИ, англ. LCD – Liquid Crystal Displays). Они потребляют мало энергии, имеют высокое отношение полезной площади к объему, надежны в работе и относительно недороги. Их работа основана на способности молекул жидких кристаллов переориентироваться в достаточно сильном электрическом поле и в их способности поворачивать плоскость поляризации проходящего поляризованного света.

Конструкцию и принцип действия ЖКИ поясняет рис. 26.1.

Рис. 26.1. а) Ориентация молекул ЖК вещества в соседних молекулярных слоях при отсутствии электрического поля. Они образуют закрученную подобно спирали структуру, которая при прохождении света Св поворачивает плоскость его поляризации П1 в направлении П2; б) конструкция ЖКИ

В ЖКИ между двумя прозрачными стеклянными пластинами размещается жидкокристаллический (ЖК) материал. На поверхности пластины создан микрорельеф, благодаря которому все вытянутые молекулы ЖК материала ориентируются возле поверхности в одном направлении. Ориентация молекул возле поверхности второй стеклянной пластины – перпендикулярная. Из-за этого ориентация молекул в промежуточных молекулярных слоях плавно изменяется (рис. 26.1, а).

При прохождении поляризованного света сквозь упорядоченный таким образом ЖК материал плоскость поляризации света поворачивается на 90 градусов. Если на ЖК материал наложить достаточно сильное внешнее электрическое поле, то все молекулы переориентируются в направлении этого поля, поворот плоскости поляризации света исчезает. На этом и основан метод формирования изображений в ЖК индикаторах.

Типичная структура ЖКИ показана на рис. 26.1, б. Он состоит из поляризатора света 1, стеклянной пластины 2, на нижнюю поверхность которой нанесен прозрачный электрод ( или ), из стеклянной пластины 5, на верхней поверхности которой сформированы сегментные электроды и контактные площадки по краям, вне поля зрения. Между стеклянными пластинами 2 и 5 размещена изолирующая рамка 3, которая задает толщину залитого между ней и стеклянными пластинами ЖК материала 4 (порядка 10 мкм). Ниже стеклянной пластины 5 размещаются анализатор 6 (такой же пленочный поляризатор, как и 1, но в нем плоскость поляризации развернута на 90) и отражатель света 8.