Перспективы применения жидких кристаллов. Многие оптиче¬ские эффекты в жидких кристаллах, уже освоены техникой и используются в изделиях массового производства. Например, всем из¬вестны часы с индикатором на жидких кристаллах, но не все еще знают, что те же жидкие кристаллы использу¬ются для производства наручных часов, в которые встро¬ен калькулятор.
Тут уже даже трудно сказать, как на¬звать такое устройство, то ли часы, то ли компьютер.
Но это уже освоенные промышленностью изделия, хотя всего десятилетия назад подобное казалось нереальным. Перспективы же будущих массовых и эффективных при¬менений жидких кристаллов еще более удивительны. По¬этому стоит рассмотреть некоторые технические идеи применения жидких кристаллов, которые пока что не реализованы, но, возможно, в ближайшие несколько лет послужат основой создания устройств, которые станут для нас такими же привычными, какими, скажем, сейчас являются персональные компьютеры. 3.7. Управляемые оптические транспаранты Рассмотрим пример достижения научных исследований в процессе создания жидкокристаллических экранов, отображения информации, в частности жидкокристаллических экранов телевизоров.
Известно, что массовое создание больших плоских экранов на жидких кристаллах сталкивается с трудностями не принципиального, а чисто технологиче¬ского характера.
Хотя принципиально возможность со¬здания таких экранов продемонстрирована, однако, а связи со сложностью их производства при современной технологии их стоимость оказывается очень высокой. По¬этому возникла идея создания проекционных устройств на жидких кристаллах, в которых изображение, получен¬о на жидкокристаллическом экране малого размера могло бы быть спроектировано в увеличенном виде на обычный экран, подобно тому, как это происходит в кинотеатре с кадрами кинопленки.
Оказалось, что такие устройства могут быть реализованы на жидких кристаллах, если использовать сэндвичевые структуры, в кото¬рые наряду со слоем жидкого кристалла входит слой фотополупроводника. Причем запись изображения в жидком кристалле, осуществляемая с помощью фотопо¬лупроводника, производится лучом света. Принцип записи изображения очень прост. В отсутст¬вие подсветки фотополупроводника его проводимость очень мала, поэтому практически вся разность потенциа¬лов, поданная на электроды оптической ячейки, в кото¬рую еще дополнительно введен слой фотополупровод¬ника, падает на этом слое фотополупроводника.
При этом состояние жидкокристаллического слоя соответствует отсутствию напряжения на нем. При подсветке фотопо¬лупроводника его проводимость резко возрастает, так как свет создает в нем дополнительные носители тока (свободные электроны и дырки). В результате происхо¬дит перераспределение электрических напряжений в ячейке – теперь практически все напряжение падает на жидкокристаллическом слое, и состояние слоя, в частно¬сти, его оптические характеристики, изменяются соответ¬ственно величине поданного напряжения.
Таким образом, изменяются оптические характеристики жидкокристал¬лического слоя в результате действия света. Ясно, что при этом в принципе может быть использован любой электрооптический эффект из описанных выше. Практи¬чески, конечно, выбор электрооптического эффекта в та¬ком сэндвичевом устройстве, называемом электрооптическим транспарантом, определяется наряду с требуемыми оптическими характеристиками и чисто технологическими причинами.
Важно, что в описываемом транспаранте изменение оптических характеристик жидкокристаллического слоя происходит локально – в точке засветки фотополупро¬водника. Поэтому такие транспаранты обладают очень вы¬сокой разрешающей способностью. Так, объем информа¬ции, содержащейся на телевизионном экране, может быть записан на транспаранте размерами менее 1х1 см2. Описанный способ записи изображения, помимо все¬го прочего, обладает большими достоинствами, так как он делает ненужной сложную систему коммутации, т.е. систему подвода электрических сигналов, которая применяется в матричных экранах на жидких кри¬сталлах. 3.7.