close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14954

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.10.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 14954
(13) C1
(19)
G 09G 3/00
G 02F 1/05
(2006.01)
(2006.01)
ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ДИСПЛЕЙ
(21) Номер заявки: a 20091301
(22) 2009.09.09
(43) 2011.04.30
(71) Заявитель: Государственное научнопроизводственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(72) Автор: Меркулов Владимир Сергеевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научно-производственное объединение "Научно-практический центр
Национальной академии наук Беларуси по материаловедению" (BY)
(56) RU 2326448 C2, 2008.
RU 2092883 C1, 1997.
RU 2289887 C2, 2006.
RU 2324237 C2, 2008.
RU 2338284 C1, 2008.
US 4467325 A, 1984.
US 6414781 B1, 2002.
KR 2005/0108375 A.
BY 14954 C1 2011.10.30
(57)
Электрооптический дисплей, содержащий размещенные на подложке пикселы, каждый из которых содержит последовательно расположенные защитный слой, поляризатор,
первый прозрачный электрод, светомодулирующий слой, второй прозрачный электрод и
отражающий слой, отличающийся тем, что светомодулирующий слой выполнен из сегнетоэлектрического кристалла, в частности Pb(Zn1/3Nb2/3)1-xTixO3, толщиной порядка 7 мкм и
с боковыми электродами.
Фиг. 1
Изобретение относится к устройствам отображения цифровой информации, использующим свет от внешнего источника. Область применения - цифровые дисплеи, индикаторы и табло для отображения информации в различных технических устройствах, где
BY 14954 C1 2011.10.30
предъявляются повышенные требования к вибрационным, ударным и тепловым нагрузкам, а также необходимо сохранять отображаемую информацию в случае отключения питания.
Известен жидкокристаллический дисплей [1], основанный на изменении интенсивности света, прошедшего через систему пикселов, каждый из которых включает в себя защитный слой, прозрачный электрод, светомодулирующий слой из жидкого кристалла и
второй прозрачный электрод. Для того чтобы отображаемое изображение стало видимым,
используют активную подсветку, но работа дисплея возможна и при естественном освещении.
Недостатками жидкокристаллического дисплея являются: ограниченный температурный интервал эксплуатации дисплея, обусловленный температурным диапазоном существования жидкокристаллической фазы; ограниченная стойкость к перегрузкам в связи с
наличием жидких компонент устройства; необходимость приложения постоянного
напряжения для поддержания каждого пиксела в заданном состоянии. В связи с этим при
отключении напряжения питания изображение на дисплее исчезает.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является дисплей, описанный в [2], состоящий из размещенных на подложке пикселов, каждый из которых включает в себя защитный слой, поляризатор,
светомодулирующий слой, расположенный между прозрачными электродами, и отражающий слой. В качестве светомодулирующего слоя каждого пиксела используется слой
жидкого кристалла. При наложении напряжения между электродами происходит ориентирование молекул жидкого кристалла, и тем самым изменяется коэффициент отражения
всей структуры в заданном пикселе. Для того чтобы отображаемое изображение стало видимым, в прототипе используют активную подсветку.
Недостатками прототипа также являются: ограниченный температурный интервал
эксплуатации дисплея, обусловленный температурным диапазоном существования жидкокристаллической фазы; ограниченная стойкость к перегрузкам в связи с наличием жидких компонент устройства; необходимость приложения постоянного напряжения для
поддержания каждого пиксела в заданном состоянии.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение энергонезависимости дисплея
при отображении информации, т.е. сохранение изображения при отключении напряжения
питания дисплея, увеличение прочностных характеристик дисплея и расширение температурного диапазона эксплуатации устройства.
Поставленная задача достигается тем, что электрооптический дисплей состоит из размещенных на подложке пикселов, каждый из которых содержит последовательно расположенные защитный слой, поляризатор, первый прозрачный электрод, светомодулирующий слой, второй прозрачный электрод и отражающий слой, причем светомодулирующий
слой выполнен из сегнетоэлектрического кристалла, в частности Pb(Zn1/3Nb2/3)1-xTixO3,
толщиной порядка 7 мкм и с боковыми электродами.
На фиг. 1 приведена схема пиксела. Обозначения элементов следующие: защитный
слой 1, поляризатор 2, прозрачные электроды 3 и 5, светомодулирующий слой 4, отражающий слой 6, подложка 7, боковые электроды 8, 9.
На фиг. 2 приведена схема размещения электродов на подложке. Электроды 3 и 5 расположены перекрестным образом так, чтобы электрическое поле было максимальным на
пересечении электродов в заданном пикселе. Светомодулирующий слой может быть выполнен на основе прозрачного сегнетоэлектрического кристалла Pb(Zn1/3Nb2/3)1-xTixO3
(PZNT), Pb(Zr1-xТiх)О3 (PZT), SrBi2Ta2O9 (SBT) или др. Свет от внешнего источника приобретает поляризацию, соответствующую поляризатору 2. На выходе из пиксела имеем
максимум или минимум интенсивности света в зависимости от направления поляризации
сегнетоэлектрика.
2
BY 14954 C1 2011.10.30
Рассмотрим работу устройства на основе сегнетоэлектрического кристалла PZNT.
PZNT в тетрагональной фазе является двупреломляющим одноосным кристаллом. Разность между главными показателями преломления соответствующими волнами, поляризованными вдоль и поперек оптической оси, составляет ∆n = 0,0176 на длине волны 0,5
мкм. Толщина слоя сегнетоэлектрика выбирается такой, чтобы разность фаз между главными волнами была 90°, что составляет около 7 мкм.
Для стирания информации в пикселах во всей строке напряжение стирания Uстир (из
расчета 30 В/мкм) прикладывается на боковые электроды 8 и 9. Происходит выстраивание
поляризации сегнетоэлектрика P (и тем самым оптической оси) вдоль подложки. Направление пропускания поляризатора установлено под углом 45° к направлению боковых
электродов (фиг. 3а, цифры указывают номера граничащих элементов). Свет, проходя через слой сегнетоэлектрика в прямом направлении, становится циркулярно поляризованным (фиг. 3б), а в обратном направлении на границе 3-2 он становится линейно
поляризованным под углом 90° к направлению пропускания поляризатора 2 (фиг. 3в). На
выходе имеем минимальную интенсивность света. При отсутствии напряжения Uстир пикселы сохраняют свое состояние за счет коэрцитивной силы сегнетоэлектрика. Для стирания информации в заданном пикселе разводка питания боковых электродов может быть
выполнена перекрестным образом между подложкой и слоем электродов 6, но это значительно усложняет конструкцию.
При наложении максимального записывающего напряжения Uзап (тоже 30 В/мкм)
между электродами 3 и 5 происходит выстраивание поляризации P сегнетоэлектрика перпендикулярно подложке в пикселе, находящемся на пересечении электродов. Свет, проходя через слой сегнетоэлектрика в прямом и обратном направлениях, сохраняет
поляризацию, заданную поляризатором (фиг. 4 а, б, в). На выходе имеем максимальную
интенсивность света. При отсутствии напряжения Uзап пиксел сохраняет свое состояние за
счет коэрцитивной силы сегнетоэлектрика.
При наложении записывающего напряжения в диапазоне от 0 до 30 В/мкм происходит
частичный поворот поляризации сегнетоэлектрика, и свет на выходе имеет промежуточную интенсивность. Таким образом отображаются полутона изображения. Для цветного
изображения используются три пиксела, каждый настроенный на свою длину волны.
Использование настоящего изобретения позволяет обеспечить энергонезависимость
дисплея при отображении информации, т.е. не потреблять электроэнергию для сохранения
информации на дисплее, а также при отключении напряжения питания. Предлагаемый
дисплей имеет прочностные характеристики выше, чем жидкокристаллический дисплей,
так как он выполнен полностью из твердотельных компонентов и отсутствуют жидкокристаллические слои. Температурный диапазон эксплуатации устройства ограничен только
температурой Кюри используемого сегнетоэлектрика и составляет более чем от -100 до
+100 °С в рассмотренном примере.
Источники информации:
1. Патент США 7352347, 2008.
2. Патент РФ 2326448, 2008.
3
BY 14954 C1 2011.10.30
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
259 Кб
Теги
патент, by14954
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа