RU2017183C1 - Multielement electrooptic transducer and method for controlling the same - Google Patents

Abstract

FIELD: electrooptic displays. SUBSTANCE: on the first substrate there are mounted the first and the second systems of electrodes and the system of insulated gate-interdigitated electrodes. The second system is formed by line-type electrodes. One of the electrodes of the interdigitated electrode pair is formed by electrodes as stripes having ridges orthogonal to line electrodes. The second electrodes of the pair are designed as single electrodes inside the regions formed by the ridges, with single electrodes being orthogonal to line electrodes and electrically-contacted with them through the windows of the second insulating layer. On the second substrate there are mounted the third electrode system and the third insulating layer. Liquid-crystal layer is disposed between the third insulating layer and the interdigitated electrode system. Electric field to be varied by magnitude and direction for controlling each element of image transducer is produced by action of two orthogonally-directed homogeneous E-fields, successively or simultaneously, which are generated independently inside each element. EFFECT: increased quality factor. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике отображения информации и может быть использовано для построения дисплеев различного назначения, а также для записи информации на светочувствительный носитель. The invention relates to techniques for displaying information and can be used to build displays for various purposes, as well as to record information on a photosensitive medium.

Известно жидкокристаллическое устройство отображения информации, содержащее две скрепленные одна к другой подложки, на поверхности одной из которых расположен массив пар встречно-штырьевых электродов, окруженных слоем жидкокристаллического вещества, заключенного между подложками [1]. Known liquid crystal display device containing two bonded to one another substrate, on the surface of one of which is an array of pairs of interdigital electrodes surrounded by a layer of liquid crystal substance enclosed between the substrates [1].

Способ управления этим устройством состоит в создании внутри каждого элемента массива электрического поля, переменного по величине и направлению, путем подачи электрической разности потенциалов на пары встречно-штырьевых электродов. The way to control this device is to create inside each element an array of an electric field, variable in magnitude and direction, by applying an electric potential difference to a pair of interdigital electrodes.

Недостатками такого способа управления и устройства для его осуществления являются недостаточная контрастность элементов отображаемого изображения из-за краевых эффектов в парах встречно-штырьевых электродов, низкое быстродействие, определяемое собственным временем релаксации жидкокристаллического вещества, а также невозможность использования матричного принципа адресации элементов устройства отображения. The disadvantages of this control method and device for its implementation are the insufficient contrast of the elements of the displayed image due to edge effects in the pairs of interdigital electrodes, the low speed determined by the intrinsic relaxation time of the liquid crystal substance, and the inability to use the matrix principle of addressing the elements of the display device.

Это снижает информационную емкость устройства отображения и определяет низкую эффективность управления и недостаточное качество отображения информации с помощью известных способа и устройства. This reduces the information capacity of the display device and determines the low management efficiency and insufficient quality of information display using the known method and device.

Цель изобретения - повышение эффективности управления и качества отображения информации. The purpose of the invention is improving management efficiency and the quality of information display.

Способ управления многоэлементным электрооптическим преобразователем заключается в том, что для формирования внутри каждого электрооптического элемента управляющего электрического поля, переменного как по величине, так и по направлению, управляющее электрическое поле создают путем последовательного или одновременного воздействия двух независимо формируемых ортогональных по направлению и однородных внутри каждого отдельного элемента электрических полей. A method of controlling a multi-element electro-optical converter is that for forming inside each electro-optical element a control electric field that is variable both in magnitude and direction, the control electric field is created by sequential or simultaneous action of two independently generated orthogonal in direction and uniform inside each individual element of electric fields.

Воздействие на каждый электрооптический элемент своего управляющего электрического поля, образующегося в результате суперпозиции двух указанных независимо формируемых электрических полей, обеспечивает высокую эффективность управления и качество отображения информации многоэлементным электрооптическим преобразователем. The impact on each electro-optical element of its control electric field generated as a result of a superposition of two indicated independently generated electric fields provides high control efficiency and the quality of information display by a multi-element electro-optical converter.

На фиг. 1 показан многоэлементный электрооптический преобразователь (разрез А-А на фиг. 3); на фиг. 2 - то же, разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 3 - фрагмент структуры управляющих электродов многоэлементного электрооптического преобразователя; на фиг. 4 представлен многоэлементный электрооптический преобразователь, вид сверху. In FIG. 1 shows a multi-element electro-optical converter (section AA in FIG. 3); in FIG. 2 is the same, section BB in FIG. 3; in FIG. 3 - a fragment of the structure of the control electrodes of a multi-element electro-optical converter; in FIG. 4 shows a multi-element electro-optical converter, a top view.

Многоэлементный электрооптический преобразователь содержит первую подложку 1 с последовательно расположенными на ней первой системой электродов 2, первым изолирующим слоем 3, второй системой электродов 4, например, в виде линейчатых электродов, вторым изолирующим слоем 5 и массивом пар встречно-штырьевых электродов. Каждую пару встречно-штырьевых электродов массива элементов электрооптического преобразователя составляют два штырьевых электрода, один из которых образован электродами, например, в виде полос 6, снабженных выступами 7, ортогональными, как и полосы 6, линейчатым электродам 4, а другие штырьевые электроды выполнены, например, в виде одиночных электродов 8, расположенных внутри зон, образуемых выступами 7. Одиночные электроды 8 ортогональны линейчатым электродам второй системы электродов 4 и электрически связаны с ними через окна 9 во втором изолирующем слое 5. A multi-element electro-optical converter contains a first substrate 1 with a first electrode system 2 sequentially arranged on it, a first insulating layer 3, a second electrode system 4, for example, in the form of line electrodes, a second insulating layer 5 and an array of pairs of interdigital electrodes. Each pair of interdigital electrodes of the array of elements of the electro-optical transducer is composed of two pin electrodes, one of which is formed by electrodes, for example, in the form of strips 6 provided with protrusions 7 orthogonal, like strips 6, to line electrodes 4, and other pin electrodes are made, for example , in the form of single electrodes 8 located inside the zones formed by the protrusions 7. The single electrodes 8 are orthogonal to the line electrodes of the second electrode system 4 and are electrically connected to them through the windows 9 in the second zoliruyuschem layer 5.

На второй подложке 10, входящей в состав многоэлементного электрооптического преобразователя, последовательно располагаются третья система электродов 11 и третий изолирующий слой 12. Между подложками 1, 10 и встречно-штырьевыми электродами 6, 7, 8 находится слой жидкокристаллического вещества (ЖК) 13. Герметизация ЖК и скрепление подложек осуществляется по их краям с помощью, например, клеевого соединения 14. Многоэлементный электрооптический преобразователь содержит также контактные площадки первой системы электродов 15, второй системы электродов 16, штырьевых электродов 17 и третьей системы электродов 18. On the second substrate 10, which is part of a multi-element electro-optical converter, a third electrode system 11 and a third insulating layer 12 are arranged in series. Between the substrates 1, 10 and the interdigital electrodes 6, 7, 8 is a layer of a liquid crystal substance (LCD) 13. LCD Sealing and bonding the substrates is carried out at their edges using, for example, an adhesive joint 14. The multi-element electro-optical converter also contains pads of the first electrode system 15, the second electronic system odov 16 Dowelled electrodes 17 and 18 of the third electrode system.

Первая и вторая подложки 1 и 10 изготавливаются из кварца или стекла. Первая 2 и третья 11 системы управляющих электродов формируются на поверхностях соответственно первой 1 и второй 10 подложек путем, например, напыления с последующей фотолитографией из окислов олова или индия или их сочетания толщиной 0,1 мкм. Над первой 2 и третьей 11 системами электродов формируются соответственно первый 3 и третий 12 изолирующие слои, например, путем напыления окислов кремния через маску, оставляющую открытой часть поверхности первой 1 и соответственно второй 10 подложек для последующего нанесения контактных площадок 15 и 16 многоэлементного электрооптического преобразователя. The first and second substrates 1 and 10 are made of quartz or glass. The first 2 and third 11 systems of control electrodes are formed on the surfaces of the first 1 and second 10 substrates, respectively, by, for example, sputtering followed by photolithography from tin or indium oxides or a combination of 0.1 μm thick. Above the first 2 and third 11 electrode systems, the first 3 and third 12 insulating layers are formed, respectively, for example, by spraying silicon oxides through a mask, which leaves the surface of the first 1 and second 10 substrates open for subsequent application of pads 15 and 16 of the multi-element electro-optical converter.

Первый изолирующий слой 3 электрически отделяют электроды первой 2 от второй 4 управляющей системы, формируемой, например, напылением окислов олова и индия толщиной 0,1 мкм на поверхности первого изолирующего слоя 3. Последующая фотолитография определяет топологию второй системы электродов 4, например, задавая ее в виде линейчатых электродов. Над второй системой электродов 4 наносится второй изолирующий слой 5, например, напылением окислов кремния через маску, оставляющую открытыми периферийные области первой подложки 1 для последующего формирования контактных площадок 15 и 16 соответственно первой 2 и второй 4 систем электродов. Во втором изолирующем слое 5 травлением создают окна 9, расположенные над заданными участками электродов второй системы 4. The first insulating layer 3 electrically separates the electrodes of the first 2 from the second 4 of the control system, formed, for example, by deposition of tin and indium oxides with a thickness of 0.1 μm on the surface of the first insulating layer 3. Subsequent photolithography determines the topology of the second electrode system 4, for example, setting it in in the form of line electrodes. A second insulating layer 5 is applied over the second electrode system 4, for example, by spraying silicon oxides through a mask, leaving the peripheral regions of the first substrate 1 open for subsequent formation of contact pads 15 and 16 of the first 2 and second 4 electrode systems, respectively. In the second insulating layer 5, etching creates windows 9 located above predetermined electrode sections of the second system 4.

На поверхности второго изолирующего слоя 5 с окнами 9 располагаются пары встречно-штырьевых электродов 6, 7, 8, формирующие отдельные элементы многоэлементного электрооптического преобразователя. Встречно-штырьевые электроды 6, 7, 8 имеют высоту, задающую и равную толщине слоя ЖК 13, например 0,5-10 мкм. Встречно-штырьевые электроды 6, 7, 8 выполняются, например, путем напыления с последующей фотолитографией из слоев меди или алюминия и могут содержать для лучшей адгезии к подстилающей поверхности и защиты от окисления дополнительные подслои из ванадия хрома, никеля. Электродные полосы 6 заканчиваются контактными площадками 17. On the surface of the second insulating layer 5 with windows 9, pairs of interdigital electrodes 6, 7, 8 are located, forming individual elements of a multi-element electro-optical converter. Interdigital electrodes 6, 7, 8 have a height that sets equal to the thickness of the layer of LC 13, for example, 0.5-10 microns. Interdigital electrodes 6, 7, 8 are performed, for example, by sputtering followed by photolithography from layers of copper or aluminum and may contain additional sublayers of vanadium chromium and nickel for better adhesion to the underlying surface and to protect against oxidation. The electrode strips 6 end with the pads 17.

Топология электродов первой 2 и третьей 11 управляющих систем может быть различной и определяется конкретными требованиями к работе устройства. В частности для уменьшения емкостных связей одна или обе из названных электродных систем 2 и 11 выполняются фигурными в форме дорожек, расположенных внутри промежутков между штырьевыми электродами, что обеспечивает минимальную площадь пересечения (в проекции на поверхность подложек) со встречно-штырьевыми и связанными с ними системами электродов 4, 6, 7, 8. The topology of the electrodes of the first 2 and third 11 control systems can be different and is determined by the specific requirements for the operation of the device. In particular, to reduce capacitive coupling, one or both of the above-mentioned electrode systems 2 and 11 are made curly in the form of tracks located inside the gaps between the pin electrodes, which ensures a minimum intersection area (in projection onto the substrate surface) with the interdigital and related systems electrodes 4, 6, 7, 8.

Топология встречно-штырьевых электродов также может быть различной, в частности для использования в плоских экранах массив встречно-штырьевых электродов выполняется в виде двумерной периодической матрицы одинаковых пар встречно-штырьевых электродов 6, 7, 8 (фиг. 3). При этом для повышения качества отображения информации за счет снижения уровня фона в изображении, формируемом электрооптическим преобразователем, существенно расположение одиночных штырьевых электродов 8 внутри зон, образуемых вторыми штырьевыми электродами 6, 7, охватывающими первые штырьевые электроды 8. The topology of the interdigital electrodes can also be different, in particular for use in flat screens, the array of interdigital electrodes is made in the form of a two-dimensional periodic matrix of identical pairs of interdigital electrodes 6, 7, 8 (Fig. 3). Moreover, to improve the quality of information display by reducing the background level in the image formed by the electro-optical converter, the arrangement of single pin electrodes 8 inside the zones formed by the second pin electrodes 6, 7 covering the first pin electrodes 8 is essential.

Сборку электрооптического преобразователя осуществляют путем наложения одной из подложек 1, 10 на другую так, что третий изолирующий слой 12 приходит в соприкосновение с открытой поверхностью встречно-штырьевых электродов 6, 7, 8. После этого происходит скрепление подложек 1 и 10, заполнение образовавшихся между ними полостей ЖК 13 и герметизация слоя ЖК 13 по периметру области пересечения первой 1 и второй 10 подложек с помощью герметичного клеевого соединения 14. The assembly of the electro-optical converter is carried out by applying one of the substrates 1, 10 to the other so that the third insulating layer 12 comes into contact with the open surface of the interdigital electrodes 6, 7, 8. After this, the substrates 1 and 10 are bonded, filling formed between them the cavities of the LCD 13 and sealing the layer of the LCD 13 around the perimeter of the intersection of the first 1 and second 10 substrates using a sealed adhesive connection 14.

При сборке расположение второй подложки 10 относительно первой 1 осуществляют, например, таким образом, что контактные площадки 15, 16 и 17 сформированных на первой подложке 1 трех систем управляющих электродов 2, 4 и 6, размещаются на трех сторонах первой подложки 1, обеспечивая высокую информационную емкость устройства (фиг. 4). Материал контактных площадок 15-18 аналогичен материалу, из которого выполняются встречно-штырьевые электроды 6, 7, 8. Подсоединение многоэлементного электрооптического преобразователя к управляющим блокам индикаторного дисплея, плоского экрана или устройства оптической записи может осуществляться разваркой проводами или распайкой контактных площадок полиимидными шлейфами. During assembly, the arrangement of the second substrate 10 relative to the first 1 is carried out, for example, in such a way that the contact pads 15, 16 and 17 of the three control electrode systems 2, 4 and 6 formed on the first substrate 1 are placed on three sides of the first substrate 1, providing high information device capacity (Fig. 4). The material of the contact pads 15-18 is similar to the material from which the interdigital electrodes 6, 7, 8 are made. The connection of the multi-element electro-optical converter to the control units of the indicator display, flat screen, or optical recording device can be carried out by welding wires or by soldering the contact pads with polyimide loops.

Благодаря тому, что третий изолирующий слой 12, расположенный на второй подложке 10, соприкасается с поверхностью встречно-штырьевых электродов 6, 7, 8, расположенных на первой подложке 1, слой ЖК 13 заключен между ними и имеет толщину, равную высоте встречно-штырьевых электродов 6, 7, 8, например, в диапазоне 0,5-10 мкм. В качестве ЖК 13 могут быть использованы нематические ЖК, работающие на полевом эффекте. Их ориентация может быть различной, что достигается соответствующим формированием соприкасающихся с ЖК 13 ориентирующих слоев подложек 1и 10. Например, гомеотропной, планарной или гомеопланарной. При планарной ориентации, выполненной ортогонально друг к другу на подложках 1 и 10, возможно эффективное управление многоэлементным электрооптическим преобразователем, работающим на твист-эффекте. Due to the fact that the third insulating layer 12 located on the second substrate 10 is in contact with the surface of the interdigital electrodes 6, 7, 8 located on the first substrate 1, the LC layer 13 is enclosed between them and has a thickness equal to the height of the interdigital electrodes 6, 7, 8, for example, in the range of 0.5-10 microns. As LC 13, nematic LCs operating on a field effect can be used. Their orientation can be different, which is achieved by the corresponding formation of the orienting layers of substrates 1 and 10 in contact with the LC 13. For example, homeotropic, planar or homeoplanar. With a planar orientation performed orthogonally to each other on substrates 1 and 10, it is possible to efficiently control a multi-element electro-optical converter operating on a twist effect.

Для получения амплитудной модуляции светового потока с помощью электрооптического преобразователя, работающего на полевом эффекте, необходимо использование поляризаторов. Местоположение поляризационных пленок на фиг. 1-4 не указано, поскольку оно определяется известным образом, исходя из вида ориентации ЖК 13 с учетом пропускающего или отражающего типа работы многоэлементного электрооптического преобразователя. Возможно использование и других типов ЖК и физических эффектов в них без изменения существа изобретения. To obtain amplitude modulation of the light flux using an electro-optical converter operating on a field effect, it is necessary to use polarizers. The location of the polarization films in FIG. 1-4 is not indicated, since it is determined in a known manner, based on the type of orientation of the LCD 13, taking into account the transmitting or reflecting type of operation of a multi-element electro-optical converter. You can use other types of LC and physical effects in them without changing the essence of the invention.

Многоэлементный электрооптический преобразователь работает следующим образом. A multi-element electro-optical Converter operates as follows.

На контактные площадки 15-18 подаются управляющие напряжения, соответствующие вырабатываемому управляющими блоками порядку отображения информации. The control voltages corresponding to the information display order generated by the control units are applied to the contact pads 15-18.

Например, через контактные площадки 17 сигнальное напряжение прикладывается к штырьевым электродам 6, 7. В это же время для создания на выбранных электрооптических элементах преобразователя разности потенциалов, превышающей пороговую для используемого ЖК 13, через контактные площадки 16 второй системы электродов 4 подается напряжение необходимой величины на выбранные линейчатые электроды 4, связанные электрически через окна 9 в изолирующем слое 5 с одиночными штырьевыми электродами 8. В результате подачи управляющих напряжений на встречно-штырьевую систему электродов 6, 7, 8 в слое ЖК 13 образуется электрическое поле, направленное параллельно поверхностям подложек 1, 10 и обладающее величиной, достаточной для изменения ориентации молекул ЖК в выбранных элементах многоэлементного преобразователя. For example, through the contact pads 17, a signal voltage is applied to the pin electrodes 6, 7. At the same time, to create a potential difference on the selected electro-optical elements of the transducer that exceeds the threshold for the LCD 13 used, the voltage of the required value is applied through the contact pads 16 of the second electrode system 4 selected line electrodes 4 electrically connected through windows 9 in the insulating layer 5 with single pin electrodes 8. As a result of applying control voltages to the oncoming a pin system of electrodes 6, 7, 8 in an LC layer 13 produces an electric field directed parallel to the surfaces of the substrates 1, 10 and having a value sufficient to change the orientation of the LC molecules in the selected elements of the multi-element transducer.

В случае использования нематического ЖК с положительной диэлектрической анизотропией, ориентированного гомеотропным образом ЖК 13 под действием разности потенциалов, превышающей пороговую, перейдет из гомеотропного в планарное состояние. В результате при использовании системы поляризаторов, будет получен эффект амплитудной модуляции света на выбранных элементах массива встречно-штырьевых электродов преобразователя. In the case of using a nematic LC with positive dielectric anisotropy, oriented LC 13 in a homeotropic manner under the action of a potential difference exceeding the threshold, it will switch from a homeotropic to a planar state. As a result, when using a system of polarizers, the effect of amplitude modulation of light on the selected elements of the array of interdigital electrodes of the converter will be obtained.

Переключение возбуждающей разности потенциалов с ранее выбранных элементов преобразователя на новые для динамического отображения информации осуществляется, например, сканированием подачи соответствующего напряжения по контактным площадкам 16 второй системы линейчатых электродов 4 при одновременной подаче требуемых уровней сигнальных потенциалов на контактные площадки 17 штырьевых электродов 6, 7. Уровни серого на изображении в этом случае получают путем амплитудной или широтно-импульсной модуляции сигнальных потенциалов, следующих на штырьевые электроды 6, 7. Switching the exciting potential difference from previously selected converter elements to new ones for dynamically displaying information is carried out, for example, by scanning the supply of the corresponding voltage to the contact pads 16 of the second line electrode system 4 while simultaneously supplying the required signal potential levels to the contact pads 17 of the pin electrodes 6, 7. Levels gray in the image in this case is obtained by amplitude or pulse-width modulation of signal potentials, the following Dowelled on the electrodes 6, 7.

Конструкция преобразователя позволяет повысить эффективность управления и качество отображения информации за счет возможности форсированного переключения состояния электрооптических элементов преобразователя. Для этого снимается возбуждающая ЖК разность потенциалов со встречно-штырьевых электродов 6, 7, 8. Затем через контактные площадки 15 и 18 подаются напряжения на электроды соответственно первой 2 и третьей 11 управляющих систем. В результате в электрооптических элементах, расположенных между указанными электродами, образуется электрическое поле, направленное перпендикулярно к поверхностям подложек 1, 10 и, следовательно, к направлению поля, ранее присутствовавшего внутри элементов массива встречно-штырьевых электродов 6, 7, 8. Это приводит к стимулированной переориентации ЖК 13 в указанных элементах преобразователя. Так, например, нематический ЖК с положительной диэлектрической анизотропией, ориентированный поверхностью подложек 1, 10 гомеотропным образом и переведенный подачей разности потенциалов на встречно-штырьевые электроды 6, 7, 8 в планарное состояние, возвратится в исходное гомеотропное состояние вынужденным образом, и следовательно, значительно быстрее, чем это происходило бы при свободной релаксации. The design of the transducer allows to increase the control efficiency and the quality of information display due to the possibility of forced switching of the state of electro-optical elements of the transducer. To do this, the exciting LC potential difference is removed from the interdigital electrodes 6, 7, 8. Then, voltage is applied to the electrodes of the first 2 and third 11 control systems, respectively, through the contact pads 15 and 18. As a result, an electric field is formed in the electro-optical elements located between these electrodes, directed perpendicular to the surfaces of the substrates 1, 10 and, therefore, to the direction of the field previously present inside the elements of the array of interdigital electrodes 6, 7, 8. This leads to stimulated reorientation of the LCD 13 in the specified elements of the Converter. So, for example, a nematic LC with positive dielectric anisotropy, oriented by the surface of substrates 1, 10 in a homeotropic manner and translated by applying the potential difference to the interdigital electrodes 6, 7, 8 to the planar state, will return to the initial homeotropic state in an involuntary manner, and therefore, significantly faster than what would happen with free relaxation.

Если первая 2 и третья 11 системы управляющих электродов выполнены сплошными, то путем подачи на них соответствующих напряжений будет осуществляться покадровое стирание информационных изображений, формируемых массивом встречно-штырьевых электродов 6, 7, 8. If the first 2 and third 11 control electrode systems are solid, then by applying the corresponding voltages to them, frame-by-frame erasing of information images formed by an array of interdigital electrodes 6, 7, 8 will be carried out.

Если одна или обе из названных систем представляют собой системы полосовых электродов, например, расположенных в прямой проекции на поверхность подложек 1, 10 или между линейчатыми электродами 4 или между электродами, имеющими форму полос 6, ортогональных линейчатым электродам 4, то возможно последовательное выключение строк при построечной развертке информационного изображения. В этом случае стирающее напряжение подается поочередно на полосовые электроды первой 2 или третьей 11 систем с поддержанием на второй из названных систем постоянного смещения. Для стирания фрагментов изображения переключение стирающего напряжения с одного или группы полосовых электродов первой 2 или третьей 11 систем на следующие может осуществляться, например, со строчной или в соответствующее числу полосовых электродов в группе уменьшенной частотой. Частота подачи стирающего потенциала для каждого полосового электрода 2 или 11 может равняться, например, кадровой, причем, если момент поступления сигнала, возбуждающего ЖК 13 внутри выбранной строки встречно-штырьевых электродов 6, 7, 8, определяемой линейчатым электродом 4, принять за начало кадра, то выключение названной строки для обеспечения максимальной яркости изображения должно производиться в конце кадра перед поступлением на указанные элементы массива встречно-штырьевых электродов 6, 7, 8 очередного возбуждающего ЖК 13 импульса. If one or both of these systems are systems of strip electrodes, for example, located in direct projection onto the surface of substrates 1, 10 or between line electrodes 4 or between electrodes having the form of strips 6 orthogonal to line electrodes 4, then it is possible to turn off the rows sequentially when constructional scan of the information image. In this case, the erasing voltage is supplied alternately to the strip electrodes of the first 2 or third 11 systems with maintaining constant bias on the second of these systems. To erase image fragments, switching of the erasing voltage from one or a group of strip electrodes of the first 2 or third 11 systems to the next can be carried out, for example, with a lower case or the corresponding number of strip electrodes in the group with a reduced frequency. The frequency of supply of the erasing potential for each strip electrode 2 or 11 can be equal, for example, to the frame one, and if the moment of arrival of the signal exciting LCD 13 inside the selected row of interdigital electrodes 6, 7, 8, determined by the line electrode 4, is taken as the beginning of the frame , then the named line is turned off to ensure maximum image brightness should be done at the end of the frame before entering the next elements of the array of interdigital electrodes 6, 7, 8 of the next exciting LCD 13 pulse.

Если первая 2 и третья 11 системы управляющих электродов выполнены с индивидуальной адресацией своих элементов, возможно форсированное переключение заданных элементов массива встречно-штырьевых электродов 6, 7, 8 без снижающего качество изображения воздействия на рядом расположенные элементы. Также возможна индивидуальная адресация элементов массива встречно-штырьевых электродов 6, 7, 8, например, для использования в сегментных индикаторах. If the first 2 and third 11 systems of control electrodes are made with individual addressing of their elements, it is possible to force the switching of the given elements of the array of interdigital electrodes 6, 7, 8 without affecting the image quality of the effect on adjacent elements. It is also possible to individually address the elements of the array of interdigital electrodes 6, 7, 8, for example, for use in segment indicators.

В общем случае подачи управляющих напряжений на электроды преобразователя разность потенциалов между электродами первой 2 и третьей 11 систем создается при неснятой со встречно-штырьевых электродов 6, 7, 8 возбуждающей ЖК 13 разности потенциалов. В результате в элементах электрооптического преобразователя устанавливается электрическое поле, вектор напряженности которого образуется из суперпозиции двух независимо формируемых электрических полей, параллельного поверхностям подложек 1, 10 и ортогонального к ним. Это приводит к оптическому эффекту, соответствующему воздействию наклонного электрического поля на ЖК 13. Управление величиной указанного эффекта можно использовать для передачи полутоновой информации. In the general case of supplying control voltages to the transducer electrodes, a potential difference between the electrodes of the first 2 and third 11 systems is created when the excitation potential 13 is removed from the interdigital electrodes 6, 7, 8. As a result, an electric field is established in the elements of the electro-optical converter, the intensity vector of which is formed from a superposition of two independently generated electric fields parallel to the surfaces of the substrates 1, 10 and orthogonal to them. This leads to an optical effect corresponding to the influence of an inclined electric field on the LCD 13. The magnitude of this effect can be used to transmit half-tone information.

Возможны и другие варианты последовательностей и сочетаний подачи управляющих напряжений на системы электродов многоэлементного электрооптического преобразователя, не затрагивающие существа настоящего изобретения. Other variants of sequences and combinations of supplying control voltages to electrode systems of a multi-element electro-optical converter are possible without affecting the essence of the present invention.

Таким образом, способ управления многоэлементным электрооптическим преобразователем и многоэлементный электрооптический преобразователь, позволяющий реализовать указанный способ, расширяют возможности средств отображения информации в формировании полутоновых изображений за счет использования управления не только величиной действующего на электрооптический слой однонаправленного электрического поля, но и путем управления его направлением. Высокая эффективность управления и качество отображения информации достигаются также за счет возможности форсированного переключения электрооптических ячеек, приводящей к увеличению быстродействия преобразователя и снижению фонового светового потока в преобразователе, ухудшающего контрастность изображений. Равномерность модуляционного отклика элементов многоэлементного электрооптического преобразователя, обеспечивая высокой однородностью толщины слоя ЖК, зависящей от разброса по высоте выполняемых методами тонкопленочной технологии встречно-штырьевых электродов, также способствует повышению качества формируемых преобразователем изображений. Кроме того, в преобразователе становится возможным использование широкого класса ЖК благодаря снижению требований к их релаксационным характеристикам. Thus, the method of controlling a multi-element electro-optical converter and a multi-element electro-optical converter, which allows this method to be implemented, expand the capabilities of information display means in the formation of grayscale images by using control not only of the magnitude of the unidirectional electric field acting on the electro-optical layer, but also by controlling its direction. High control efficiency and information display quality are also achieved due to the possibility of forced switching of electro-optical cells, which leads to an increase in the speed of the converter and a decrease in the background light flux in the converter, which worsens the contrast of the images. The uniformity of the modulation response of the elements of a multi-element electro-optical converter, providing a high uniformity of the thickness of the LC layer, depending on the height spread of the thin-film technology of the interdigital electrodes, also helps to improve the quality of the images formed by the converter. In addition, it is possible to use a wide class of LCDs in the converter due to lower requirements for their relaxation characteristics.

Claims (7)

1. Способ управления многоэлементным электрооптическим преобразователем, при котором внутри каждого элемента создают управляющее электрическое поле, переменное по величине и направлению, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности управления, управляющее электрическое поле создают путем последовательного или одновременного воздействия двух независимо формируемых ортогональных по направлению однородных внутри каждого отдельного элемента электрических полей. 1. A method of controlling a multi-element electro-optical converter, in which inside each element a control electric field is created, variable in magnitude and direction, characterized in that, in order to increase control efficiency, the control electric field is created by sequential or simultaneous action of two independently generated orthogonal in direction homogeneous inside each individual element of electric fields. 2. Многоэлементный электрооптический преобразователь, содержащий последовательно расположенные первую подложку, массив встречно-штыревых электродов, окруженных слоем жидкокристаллического вещества, и вторую подложку, скрепленную с первой, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия отклика электрооптических элементов, между первой подложкой и массивом встречно-штыревых электродов последовательно размещены в контакте друг с другом первая система электродов, нанесенная на подложку, первый изолирующий слой, вторая система электродов, второй изолирующий слой с выполненными в нем окнами для электрической связи одного из штыревых электродов в каждой паре встречно-штыревых электродов с одним из электродов второй системы, а между второй подложкой и массивом встречно-штыревых электродов последовательно расположены в контакте друг с другом третья система электродов, нанесенная на вторую подложку, и третий изолирующий слой, соприкасающийся с поверхностью встречно-штыревых электродов, высота которых совпадает с толщиной слоя жидкокристаллического вещества. 2. A multi-element electro-optical converter containing a first substrate in series, an array of interdigital electrodes surrounded by a layer of liquid crystal material, and a second substrate bonded to the first, characterized in that, in order to increase the response speed of electro-optical elements, between the first substrate and the array is opposed - pin electrodes sequentially placed in contact with each other, the first electrode system deposited on the substrate, the first insulating layer, the second system electrodes, a second insulating layer with windows made therein for electrical connection of one of the pin electrodes in each pair of interdigital electrodes with one of the electrodes of the second system, and a third system is arranged in series with each other between the second substrate and the array of interdigital electrodes electrodes deposited on a second substrate, and a third insulating layer in contact with the surface of the interdigital electrodes, the height of which coincides with the thickness of the layer of liquid crystal material. 3. Преобразователь по п.2, отличающийся тем, что массив встречно-штыревых электродов выполнен в виде двумерной периодической матрицы одинаковых пар встречно-штыревых электродов. 3. The Converter according to claim 2, characterized in that the array of interdigital electrodes is made in the form of a two-dimensional periodic matrix of identical pairs of interdigital electrodes. 4. Преобразователь по пп.2 и 3, отличающийся тем, что вторая система электродов выполнена в виде линейчатых электродов, первые из штыревых электродов в каждой паре встречно-штыревых электродов содержат по крайней мере по одному отрезку, ортогональному линейчатым электродам, а вторые - электрически объединены в группы с помощью входящих в состав вторых штыревых электродов полос, ортогональных линейчатым электродам. 4. The Converter according to claims 2 and 3, characterized in that the second electrode system is made in the form of line electrodes, the first of the pin electrodes in each pair of interdigital electrodes contain at least one segment orthogonal to the line electrodes, and the second are electrically are combined into groups using the strips orthogonal to the line electrodes included in the second pin electrode. 5. Преобразователь по пп.2 - 4, отличающийся тем, что вторые из штыревых электродов в каждой паре встречно-штыревых электродов охватывают первые из штыревых электродов. 5. The Converter according to claims 2 to 4, characterized in that the second of the pin electrodes in each pair of interdigital electrodes cover the first of the pin electrodes. 6. Преобразователь по пп.2 - 5, отличающийся тем, что по крайней мере одна из первой и третьей систем электродов выполнена в виде полос, расположенных в прямой проекции на поверхность подложек между линейчатыми электродами или между электродами в виде полос, ортогональных линейчатым электродам. 6. The converter according to claims 2 to 5, characterized in that at least one of the first and third electrode systems is made in the form of strips located in direct projection onto the surface of the substrates between the line electrodes or between the electrodes in the form of strips orthogonal to the line electrodes. 7. Преобразователь по пп.2 - 5, отличающийся тем, что по крайней мере одна из первой и третьей систем электродов выполнена фигурной в форме дорожек, расположенных в прямой проекции на поверхность подложек внутри промежутков, образующихся между штыревыми электродами в парах встречно-штыревых электродов. 7. The Converter according to claims 2 to 5, characterized in that at least one of the first and third electrode systems is made curly in the form of tracks located in direct projection onto the surface of the substrates inside the gaps formed between the pin electrodes in pairs of interdigital electrodes .

Images