RU2017184C1 - 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 electrode system, the first insulating layer, the second electrode system. The first electrode of pair is single electrode that is mounted inside the region formed by the second electrode of pair. On the second substrate there are mounted the third electrode system, insulating layer, and the fourth system of electrodes that have electrical contacts with the second electrodes of pairs. The single electrodes are orthogonal to line electrodes and have electrical contacts with them. Liquid-crystal layer is made between the interdigit electrodes. 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 друг с другом подложки, на поверхности одной из которых расположен массив пар встречно-штыревых электродов, окруженных слоем жидкокристаллического вещества, заключенного между подложками. A liquid crystal information display device is known that contains two substrates bonded to each other, on the surface of one of which there is an array of pairs of interdigital electrodes surrounded by a layer of liquid crystal substance enclosed between the substrates.

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-штыревых электродов [1]. 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 [1].

Недостатками таких способов управления и устройства для его осуществления являются недостаточная контрастность элементов отображаемого изображения из-за краевых эффектов в парах встречно-штыревых электродов, низкое быстродействие, определяемое собственным временем релаксации жидкокристаллического вещества, а также невозможность использования матричного принципа адресации элементов устройства отображения. Это снижает информационную емкость устройства отображения и определяет низкую эффективность управления и недостаточное качество отображения информации с помощью известных способа и устройства. The disadvantages of such control methods and devices for its implementation are insufficient contrast of the displayed image elements due to edge effects in pairs of interdigital electrodes, low speed determined by the intrinsic relaxation time of the liquid crystal substance, and the impossibility of using the matrix principle of addressing the elements of the display device. 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 электрическим 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 electric converter.

На фиг. 1 показан многоэлементный электрооптический преобразователь (разрез А-А на фиг.2); на фиг. 2 представлен многоэлементный электрооптический преобразователь, вид сверху; на фиг.3 - фрагмент структуры встречно-штыревых электродов и электродов второй системы многоэлементного электрооптического преобразователя; на фиг;4 - фрагмент структуры электродов четвертой системы многоэлементного электрооптического преобразователя. In FIG. 1 shows a multi-element electro-optical converter (section AA in FIG. 2); in FIG. 2 shows a multi-element electro-optical converter, a top view; figure 3 is a fragment of the structure of the interdigital electrodes and electrodes of the second system of a multi-element electro-optical converter; in Fig; 4 is a fragment of the structure of the electrodes of the fourth system of a multi-element electro-optical converter.

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, и массивом пар встречно-штыревых электродов. Каждую пару встречно-штыревых электродов массива элементов электрооптического преобразователя составляют два штыревых электрода, причем первые из них выполнены, например, в виде одиночных электродов 5, расположенных внутри зон, образуемых вторыми штыревыми электродами 6,7, один из участков 7 которых электрически контактирует с электродами четвертой системы 8, расположенной на второй подложке 9. Одиночные электроды 5 ортогональны линейчатым электродом второй системы 4 и электрически контактируют с ними. A multi-element electro-optical converter comprises a first substrate 1 with a first electrode system 2 arranged in series on it, a first insulating layer 3, a second electrode system 4, for example in the form of line electrodes, 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 whip electrodes, the first of which is made, for example, in the form of single electrodes 5 located inside the zones formed by the second whip electrodes 6.7, one of the sections 7 of which is electrically in contact with the electrodes the fourth system 8, located on the second substrate 9. The single electrodes 5 are orthogonal to the line electrode of the second system 4 and are in electrical contact with them.

На второй подложке 9, входящей в состав многоэлементного электрооптического преобразователя, последовательно располагаются третья система электродов 10, второй изолирующий слой 11 и четвертая система электродов 8. On the second substrate 9, which is part of a multi-element electro-optical converter, a third electrode system 10, a second insulating layer 11 and a fourth electrode system 8 are arranged in series.

Между подложками 1,9 и встречно-штыревыми электродами 5, 6, 7 находится слой жидкокристаллического вещества (ЖК) 12. Герметизация ЖК и скрепление подложек осуществляются по их краям с помощью, например, клеевого соединения 13. Многоэлементный электрооптический преобразователь содержит также контактные площадки 14-17 соответственно первой, второй, третьей и четвертой системы электродов. Between the substrates 1.9 and the interdigital electrodes 5, 6, 7 there is a layer of liquid crystalline substance (LCD) 12. The sealing of the LCD and the bonding of the substrates are carried out at their edges using, for example, an adhesive joint 13. The multi-element electro-optical converter also contains contact pads 14 -17, respectively, of the first, second, third and fourth electrode systems.

Первая 2 и третья 10 системы управляющих электродов формируются на поверхностях соответственно первой 1 и второй 9 подложек путем, например, напыления с последующей фотолитографией из окислов олова или индия или их сочетания толщиной 0,1 мкм. Сверху первой 2 и третьей 10 систем электродов формируется соответственно первый 3 и второй 11 изолирующие слои, например, путем напыления окислов кремния через маску, оставляющую открытой часть поверхности первой 1 и соответственно второй 9 подложек для последующего нанесения контактных площадок 14 и 16 многоэлементного электрооптического преобразователя. The first 2 and third 10 systems of control electrodes are formed on the surfaces of the first 1 and second 9 substrates, respectively, by, for example, sputtering followed by photolithography from tin or indium oxides or a combination of 0.1 μm thick. The first 3 and second 11 insulating layers are formed on top of the first 2 and third 10 electrode systems, for example, by spraying silicon oxides through a mask that leaves the surface of the first 1 and second 9 substrates open for subsequent application of pads 14 and 16 of the multi-element electro-optical converter.

Первый изолирующий слой 3 электрически отделяет 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. 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. The subsequent photolithography determines the topology of the second electrode system 4, for example, setting it in in the form of line electrodes.

На поверхности первого изолирующего слоя 3 располагаются также и пары встречно-штыревых электродов 5, 6, 7, формирующие отдельные элементы многоэлементного электрооптического преобразователя. Встречно-штыревые электроды 5,6,7 имеют высоту, задающую толщину слоя ЖК 12, например 0,5-10 мкм. Встречно-штыревые электроды 5, 6, 7 выполняются, например, путем напыления с последующей фотолитографией из слоев меди или алюминия и могут содержать для лучшей адгезии к подстилающей поверхности, защиты от окисления и обеспечения возможности термокомпрессионной сварки с помощью легкоплавких покрытий дополнительные подслои из ванадия, хрома, никеля, олова, висмута, олово-индия. On the surface of the first insulating layer 3 there are also pairs of interdigital electrodes 5, 6, 7, forming individual elements of a multi-element electro-optical converter. Interdigital electrodes 5,6,7 have a height that sets the thickness of the layer of LC 12, for example 0.5-10 microns. Interdigital electrodes 5, 6, 7 are performed, for example, by spraying followed by photolithography from layers of copper or aluminum and may contain, for better adhesion to the underlying surface, protection against oxidation and providing the possibility of thermocompression welding using fusible coatings, additional vanadium sublayers, chromium, nickel, tin, bismuth, tin-indium.

Второй изолирующий слой 11 электрически отделяет электроды третьей 10 от четвертой 8 управляющей системы, формируемой,например, из материалов, образующих легкоплавкие покрытия, с топологией, например, в виде полос, ортогональных линейчатым электродам второй системы 4. Электроды четвертой системы 8 заканчиваются контактными площадками 17, которые могут быть выполнены из того же легкоплавкого материала, что и сами электроды 8. The second insulating layer 11 electrically separates the electrodes of the third 10 from the fourth 8 of the control system, formed, for example, from materials forming fusible coatings, with a topology, for example, in the form of strips, orthogonal to the line electrodes of the second system 4. The electrodes of the fourth system 8 end with pads 17 , which can be made of the same fusible material as the electrodes themselves 8.

Топология электродов первой 2 и третьей 10 управляющих систем может быть различной и определяется конкретными требованиями к работе устройства. В частности для уменьшения емкостных связей одна или обе из электродных систем 2 и 10 выполняются фигурными в форме дорожек, расположенных внутри промежутков между штыревыми электродами, что обеспечивает минимальную площадь пересечения (в проекции на поверхность подложек) со встречно-штыревыми и связанными с ними системами электродов 4 - 8. The topology of the electrodes of the first 2 and third 10 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 electrode systems 2 and 10 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 electrode systems 4 - 8.

Топология встречно-штыревых электродов также может быть различной, в частности для использования в плоских экранах массив встречно-штыревых электродов выполняется в виде двумерной периодической матрицы одинаковых пар встречно-штыревых электродов 5, 6, 7 (фиг.3). При этом для повышения качества отображения информации за счет снижения уровня фона в изображении, формируемом электрооптическим преобразователем, существенно расположение одиночных штыревых электродов 5 внутри зон, образуемых вторыми штыревыми электродами 6,7, охватывающими первые названные штыревые электроды 5. 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 interdigitated electrodes 5, 6, 7 (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 5 inside the zones formed by the second pin electrodes 6.7 covering the first named pin electrodes 5 is essential.

Сборку электрооптического преобразователя осуществляют путем такого совмещения первой 1 и второй 9 подложек друг с другом, что электроды четвертой системы 8 накладываются на контактные участки 7 вторых штыревых электродов 6,7. При этом первая подложка 1 может изготавливаться из кварца или стекла, а вторая 9 - для обеспечения электрического контакта электродов 7 и 8 - выполняется гибкой, например, из полиимидных материалов с высоким светопропусканием. Электрическое соединение электродов 7 и 8 осуществляется например, термокомпрессионной сваркой. Благодаря выполнению подложки 9 гибкой высокая однородность толщины слоя ЖК 12, необходимая для достижения соответствующего качества отображения информации, может быть достигнута при менее жестких требованиях к плоскостности и кривизне поверхности подложки 1, чем в случае, когда обе подложки являются жесткими. The assembly of the electro-optical converter is carried out by combining the first 1 and second 9 substrates with each other so that the electrodes of the fourth system 8 are superimposed on the contact areas 7 of the second pin electrodes 6,7. In this case, the first substrate 1 can be made of quartz or glass, and the second 9 - to ensure electrical contact of the electrodes 7 and 8 - is flexible, for example, from polyimide materials with high light transmission. The electrical connection of the electrodes 7 and 8 is carried out, for example, by thermocompression welding. By making the substrate 9 flexible, the high uniformity of the thickness of the layer of the LCD 12, necessary to achieve the appropriate quality of information display, can be achieved with less stringent requirements for flatness and curvature of the surface of the substrate 1 than in the case when both substrates are rigid.

После этого происходит скрепление подложек 1 и 9, заполнение образовавшихся между ними полостей ЖК 12 и герметизация слоя ЖК 12 по периметру области пересечения первой 1 и второй 9 подложек с помощью герметичного клеевого соединения 13. В результате ЖК 12 оказывается заключенным между подложками 1, 9 и встречно-штыревыми электродами 5, 6, 7 , определяющими его толщину, например, порядка 0,5-10 мкм. After this, the substrates 1 and 9 are bonded, the cavities of the LC 12 formed between them are filled and the layer of the LCD 12 is sealed around the perimeter of the intersection of the first 1 and second 9 substrates with a sealed adhesive connection 13. As a result, the LC 12 is enclosed between the substrates 1, 9 interdigitated electrodes 5, 6, 7, determining its thickness, for example, of the order of 0.5-10 microns.

В качестве ЖК 12 могут быть использованы нематические ЖК, работающие на полевом эффекте. Их ориентация может быть различной, что достигается соответствующим формированием соприкасающихся с ЖК 12 ориентирующих слоев подложек 1 и 9, например, гомеотропной, планарной или гомеопланарной. При планарной ориентации, выполненной ортогонально друг другу на подложках 1 и 9, возможно эффективное управление многоэлементным электрооптическим преобразователем, работающим на твист-эффекте. As LC 12, 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 9 in contact with the LC 12, for example, homeotropic, planar, or homeoplanar. With planar orientation performed orthogonally to each other on substrates 1 and 9, it is possible to effectively control a multi-element electro-optical converter operating on a twist effect.

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. Контактные площадки 14 - 17 при этом могут быть выполнены из того же материала, из которого формируются встречно-штыревые электроды 5, 6, 7. The connection of a multi-element electro-optical converter to the control units of an indicator display, a flat screen or an optical recording device can be carried out by welding wires or by soldering pads with polyimide loops. In this case, the contact pads 14-17 can be made of the same material from which the interdigital electrodes 5, 6, 7 are formed.

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 12 с учетом пропускающего или отражающего типа работы многоэлементного электрооптического преобразователя. Возможно использование и других типов ЖК и других физических эффектов в них без изменения существа настоящего 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 12, 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 other physical effects in them without changing the essence of the present invention.

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

На контактные площадки 14 - 17 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 14-17.

Например, через контактные площадки 17 сигнальное напряжение прикладывается к штыревым электродам 6,7. В это же время для создания на выбранных электрооптических элементах преобразователя разности потенциалов, превышающей пороговую для используемого ЖК 12, через контактные площадки 15 второй системы электродов 4 подается напряжение необходимой величины на выбранные линейчатые электроды 4, связанные электрически с первыми штыревыми электродами 5. В результате подачи управляющих напряжений на встречно-штыревую систему электродов 5,6,7 в слое ЖК 12 образуется электрическое поле, направленное параллельно поверхностям подложек 1,9 и обладающее величиной, достаточной для изменения ориентации молекул ЖК в выбранных элементах многоэлементного преобразователя. For example, through the 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 12 used, voltage of the required magnitude is applied to the selected line electrodes 4 electrically connected to the first pin electrodes 5 through the contact pads 15 of the second electrode system 4. control voltages on the interdigital electrode system 5,6,7 in the layer of LC 12 an electric field is formed, directed parallel to the surfaces of the substrates 1.9 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 12 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-штыревых электродов преобразователя. In the case of using a nematic LC with positive dielectric anisotropy oriented in a homeotropic manner, LC 12, under the action of a potential difference exceeding the threshold, 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, напримеp, сканированием подачи соответствующего напряжения по контактным площадкам 15 второй системы линейчатых электродов 4 при одновременной подаче требуемых уровней сигнальных потенциалов на контактные площадки 17 штыревых электродов 6.7. Уровни серого на изображении в этом случае получают путем амплитудной или широтно-импульсной модуляции сигнальных потенциалов, следующих на штыревые электроды 6,7. Switching the exciting potential difference from the 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 15 of the second line electrode system 4 while supplying the required signal potential levels to the contact pads 17 of the pin electrodes 6.7. The gray levels in the image in this case are obtained by amplitude or pulse-width modulation of the signal potentials, following to the pin 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-штыревых электродов 5,6,7. Затем через контактные площадки 14 и 16 подаются напряжения на электроды соответственно первой 2 и третьей 10 управляющих систем. В результате в электростатических элементах, расположенных между указанными электродами, образуется электрическое поле, направленное перпендикулярно к поверхностям подложек 1, 9 и, следовательно, к направлению поля, ранее присутствовавшему внутри элементов массива встречно-штыревых электродов 5,6,7. Это приводит к стимулированной переориентации ЖК 12 в указанных элементах преобразователя. Так, например, нематический ЖК с положительной диэлектрической анизотропией, ориентированный поверхностью подложек 1, 9 гомеотропным образом и переданный подачей разности потенциалов на встречно-штыревые электроды 5,6,7 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. For this, the exciting LC potential difference is removed from the interdigital electrodes 5,6,7. Then, voltage is applied to the electrodes through the pads 14 and 16, respectively, of the first 2 and third 10 control systems. As a result, an electrostatic field is formed in the electrostatic elements located between the indicated electrodes, which is directed perpendicular to the surfaces of the substrates 1, 9 and, therefore, to the direction of the field that was previously present inside the elements of the array of interdigital electrodes 5,6,7. This leads to a stimulated reorientation of the LCD 12 in these elements of the Converter. So, for example, a nematic LC with positive dielectric anisotropy, oriented by the surface of substrates 1, 9 in a homeotropic manner and transmitted by applying the potential difference to the interdigital electrodes 5,6,7 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 10 системы управляющих электродов выполнены сплошными, то путем подачи на них соответствующих напряжений будет осуществляться покадровое стирание информационных изображений, формируемых массивом встречно-штыревых электродов 5,6,7. If the first 2 and third 10 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 5,6,7 will be carried out.

Если одна или обе из названных систем представляют собой системы полосовых электродов, например, расположенных в прямой электродами 4 или между электродами четвертой системы 8, ортогональными линейчатыми электродам 4. то возможно последовательное выключение строк при построчной развертке информационного изображения. В этом случае стирающее напряжение подается поочередно на полосовые электроды первой 2 или третьей 10 систем с поддержанием на второй из систем постоянного смещения. Для стирания фрагментов изображения переключение стирающего напряжения с одного или группы полосовых электродов первой 2 или третьей 10 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 10 может равняться, например, кадровой, причем если момент поступления сигнала, возбуждающего ЖК 12 внутри выбранной строки встречно-штыревых электродов 5,6,7, 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-штыревых электродов 5,6,7 очередного возбуждающего ЖК 12 импульса. If one or both of the above systems are systems of strip electrodes, for example, located in the straight electrodes 4 or between the electrodes of the fourth system 8, orthogonal to the line electrodes 4. then it is possible to sequentially turn off the lines in a progressive scan of the information image. In this case, the erasing voltage is supplied alternately to the strip electrodes of the first 2 or third 10 systems, while maintaining the second of the constant bias systems. To erase image fragments, switching of the erasing voltage from one or a group of strip electrodes of the first 2 or third 10 systems to the next can be carried out, for example, from the lowercase 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 10 can be equal, for example, to the frame one, and if the moment of arrival of the signal exciting LCD 12 inside the selected row of interdigital electrodes 5,6,7 defined by line electrode 4 is taken as the beginning of the frame, then the specified line is turned off to ensure maximum image brightness should be done at the end of the frame before the arrival of the indicated elements of the array of interdigital electrodes 5,6,7 of the next exciting LCD 12 pulse.

Если первая 2 и третья 10 системы управляющих электродов выполнены с индивидуальной адресацией своих элементов, возможно формированное переключение заданных элементов массива встречно-штыревых электродов 5, 6, 7 без снижающего качество изображения воздействия на рядом расположенные элементы. Также возможна индивидуальная адресация элементов массива встречно-штыревых электродов 5,6,7, например, для использования в сегментных индикаторах. If the first 2 and third 10 systems of control electrodes are made with the individual addressing of their elements, the formed switching of the specified elements of the array of interdigital electrodes 5, 6, 7 is possible without affecting the image quality of the effect on adjacent elements. Individual addressing of elements of an array of interdigital electrodes 5,6,7 is also possible, for example, for use in segment indicators.

В общем случае подачи управляющих напряжений на электроды преобразователя разность потенциалов между электродами первой 2 и третьей 10 систем создается при не снятой со встречно-штыревых электродов 5,6,7 возбуждающей ЖК 12 разности потенциалов. В результате в элементах электрооптического преобразователя устанавливается электрическое поле, вектор напряженности которого образуется из суперпозиции двух независимо формируемых электрических полей, параллельно поверхностям подложек 1, 9 и ортогонального к ним. Это приводит к оптическому эффекту, соответствующему воздействию наклонного электрического поля на ЖК 12. Управление величиной указанного эффекта можно использовать для передачи полутоновой информации. In the general case of supplying control voltages to the converter electrodes, the potential difference between the electrodes of the first 2 and third 10 systems is created when the excitation LC 12 of the potential difference is not removed from the interdigital electrodes 5,6,7. 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, 9 and orthogonal to them. This leads to an optical effect corresponding to the effect of an inclined electric field on the LCD 12. Control of the magnitude of this effect can be used to transmit grayscale 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 формированного 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, обеспечиваемая высокой однородностью толщины слоя ЖК, зависящей от разброса по высоте выполняемых методами тонкопленочной технологии, встречно-штыревых 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 quality of information display are also achieved due to the possibility of the formed 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, provided by a high uniformity of the thickness of the LC layer, depending on the height spread of thin-film technology, interdigital electrodes, also improves 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 информационной емкости и быстродействия, между первой подложкой и массивом встречно-штыревых электродов последовательно размещены в контакте друг с другом первая система электродов, нанесенная на подложку, первый изолирующий слой и вторая система электродов, электрически связанная с одним из штыревых электродов каждой пары встречно-штыревых электродов, вторая подложка выполнена гибкой и между ней и массивом встречно-штыревых электродов последовательно расположены в контакте друг с другом третья система электродов, нанесенная на вторую подложку, второй изолирующий слой и четвертая система электродов, контактирующая в каждой паре встречно-штыревых электродов со вторым из штыревых электродов, при этом высота встречно-штыревых электродов превышает высоту электродов второй системы и равна толщине 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 information capacity and speed, it is opposed between the first substrate and the array the pin electrodes are sequentially placed in contact with each other, the first electrode system deposited on the substrate, the first insulating layer and the second electrode system electrically connected to one of the pin electrodes of each pair of interdigital electrodes, the second substrate is made flexible and between it and the array of interdigital electrodes are sequentially located in contact with each other a third electrode system deposited on a second substrate, a second insulating layer and a fourth system electrodes in contact in each pair of interdigital electrodes with the second of the pin electrodes, while the height of the interdigital electrodes exceeds the height of the electrodes of the second system and is equal to the thickness of the layer of liquid crystal substance. 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, четвертая система в виде полос, ортогональных линейчатым электродам, а первые из штыревых электродов в каждой паре содержат хотя бы по одному отрезку, ортогональному 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 fourth system is in the form of strips orthogonal to the line electrodes, and the first of the pin electrodes in each pair contain at least one segment orthogonal to the line electrodes. 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