Розроблення кольорових рідкокристалічних елементів на основі конфокальної текстури холестерика для візуалізації інформації

Abstract

Дисертація присвячена розробленню кольорових рідкокристалічних елементів на основі конфокальної текстури холестерика для створення великих інформаційних табло. В роботі проведено дослідження електрооптичних, вольт-контрастних та динамічних характеристик індукованих холестериків з малим (до 2%) вмістом хіральної компоненти. Досліджено вплив електричного поля на розсіювання світла в індукованих холестериках, виявлено закономірності впливу приповерхневої орієнтації та розмірів доменів конфокальної текстури на ширину індикатриси розсіювання. Проведено комп’ютерне моделювання процесу поширення світла в скляній пластині для різних способів та систем введення світлового потоку в планарну структуру. Розроблено кольоровий оптичний елемент зображення, який дає змогу утворити необхідний колір "змішуванням" трьох базових кольорів без створення окремих субпікселів. Показано, що отриманий елемент зображення має високу однорідність пікселя, і на його основі можна створити інформаційні табло з коефіцієнтом заповнення 90%. Запропоновано способи стабілізації доменної структури холестеричного рідкого кристала, що забезпечує ефект пам’яті конфокальної текстури холестерика, внаслідок чого табло може працювати в стаціонарному режимі без прикладення електричного поля до холестеричного матеріалу. Визначено вплив параметрів керуючих сигналів на величину інтенсивності розсіювання активним середовищем оптичного елемента. Диссертация посвящена проблеме создания цветных жидкокристаллических элементов на основе конфокальной текстуры холестерика для создания больших информационных табло. В работе проведено исследование электрооптических, вольт-контрастных и динамических характеристик индуцированных холестериков с малым (до 2%) содержанием хиральной компоненты. Исследовано влияние электрического поля на рассеивание света в индуцированных холестериках, обнаружены закономерности влияния поверхностной ориентации и размеров доменов конфокальной текстуры на ширину индикатрисы рассеивания. Проведено компьютерное моделирование процесса распространения света в стеклянной пластине для различных способов и систем введения светового потока в планарные структуры. Также показано зависимости области смешения цветов от угла излучения светодиода и показателя преломления планарной световодной структуры. Разработан цветной оптический элемент изображения, позволяющий создать необходимый цвет "смешением" трех базовых цветов без создания отдельных субпикселей. Показано, что полученный элемент изображения имеет высокую однородность пикселя, и на его основе можно создать информационные табло с высоким коэффициентом заполнения. Предложены способы стабилизации доменной структуры холестерических жидких кристаллов, что обеспечивает эффект памяти конфокальной текстуры холестерика, вследствие чего табло может работать в стационарном режиме без приложения электрического поля к холестерическому материалу на протяжении 36 часов. Определено влияние параметров управляющих сигналов (амплитуды и длительности сигнала) на величину интенсивности рассеяния активной средой оптического элемента. Dissertation focuses on development of color liquid crystal elements for large screens on the basis of cholesteric liquid crystal confocal texture. Electrooptic, voltage-contrast and dynamic characteristics of induced cholesterics with low (up to 2%) concentration of chiral components are investigated. The effect of electric field on the scattering of light in the induced cholesteric is investigated, and the influence of surface orientation and size of the domains of confocal texture on the width of the dispersion indicatrix is analyzed. Computer simulation of light propagation in a glass plate has been carried out for a variety of methods and ways of the light beam input into planar structures. A color optical image element has been developed, in which the desired color "mixing" of the three primary colors could be realized without creating separate sub-pixels. It is shown that the resulting image element exhibits high pixel uniformity and on the basis of such pixel information display boards with a high fill factor can be created. Cholesteric liquid crystals domain structure stabilizing methods which provide confocal cholesteric texturememory effect are proposed. These methods ensure information display boards operation in a stationary mode without applying electric field to the cholesteric material over 36 hours. Сontrol signal parameters influence to optic element active medium light scatering intensity.