Сверхъяркий цифровой PDLC-дисплей

В устройствах отображения информации обычно применяются два типа дисплеев — жидкокристаллические (ЖКИ) или светодиодные (СИД).
Главным недостатком ЖКИ является использование поляризаторов: они поглощают до 60% естественного света и до 15% поляризованного. В результате потребители критикуют их низкую оптическую эффективность: коэффициент отражения не более 15%.
Полимерно диспергированные ЖК (PDLC, или капсулированные полимером ЖК (КПЖК)) - это полимерная матрица, в ячейках которой находятся микроскопические капли хаотически ориентированных ЖК-молекул. Т. к. показатель преломления здесь меняется многократно, проходящий свет рассеивается, практически без поглощения. Под напряжением ЖК-молекулы выстраиваются в одном направлении и, поскольку полимер выбран так, чтобы показатели преломления его и ЖК (для обыкновенного луча) совпадали, свет проходит без рассеяния. Здесь нет поляроидов, поэтому пропускание PDLC в открытом состоянии достигает 98%, а "молочный" фон отражает более 50% падающего света. Для потребителя это означает, что оптическая эффективность PDLC в 3 раза превышает стандартные ЖКИ.
СИД имеют 2 главных недостатка.
1. Яркость со временем падает: за год может уменьшиться на 70%, причем даже при хранении - влияет температура и влажность.
2. В последнее время на транспорте и уличных табло используются светодиоды, однако даже самые яркие из них (5000 кд/м2) не могут конкурировать с Солнцем (1 000 000 000 кд/м2). Если учесть, что отражается от поверхности чистого стекла при углах падения до 30 градусов около 4%, а при 70 градусах уже 20% падающего света, становится понятно - ни один светодиод не справится с такой засветкой.
В случае PDLC-дисплея от матового фона отражается 52.. . 55% падающего света, а от прозрачного знака – 5.. . 21% (4.. . 20% от входной поверхности + 1% от расположенного позади черного экрана). Следовательно, контраст PDLC при самой сильной засветке не менее 10: 1 (или 90%) в углах, близких к нормали (т. е., с нескольких метров), а под большими углами - до 3: 1 (или 67%). Это полностью снимает проблему плохой считываемости в дневное время: в специальной литературе для уверенного опознавания рекомендуется контраст более 65 %.
Более того, в отличие от сверхъярких СИД, для PDLC нет проблемы "избыточной" яркости в ночное время.
Т. о., PDLC являются единственными дисплеями, обеспечивающими комфортное распознавание информации при любом уровне внешней засветки.
PDLC в мире выпускаются в больших количествах, но в виде Smart-окон на полимерной основе. Это удобно, но формировать рисунок на такой пленке — задача нетривиальная и для массового производства неподъемная.
Наше предприятие предлагает PDLC ЖК-индикаторы на стеклянных подложках, совмещающих преимущества PDLC с возможностью формирования достаточно сложных топологий электродов.
Кроме того, цена нашего PDLC ниже, чем аналогичного сверхъяркого СИД.
PDLC-дисплеи могут применяться:
• в настольных и настенных часах, метеостанциях и других бытовых устройствах (по сравнению с обычными ЖКИ: днем фон ярче раза в 3; ночью та же яркость обеспечивается при в 2 раза меньшем потреблении; нет избыточной яркости ночью)
• в указателях маршрута общественного транспорта, в уличных и вокзальных табло (нет угрозы засветки знака в дневное время)
• в устройствах защиты зрения водителей от ослепления: матовый затвор диффузно рассеивает падающий свет, равномерно во всех направлениях, а глаз воспринимает только ту часть, которая проходит через зрачок. Если стандартный диаметр зрачка в темное время суток 5.. . 6 мм, а расстояние от затвора до глаза 4 см, то PDLC ослабит проходящий свет в 500.. . 600 раз. Если выполнить затвор в виде независимо управляемых элементов, можно защитить водителя от ослепления в области прохождения фар встречного авто, оставив остальную часть затвора максимально прозрачной.
Характеристики PDLC-индикаторов:
- рабочее напряжение от 15 В частотой 32.. . 64 Гц
- пропускание под рабочим напряжением до 95%
- пропускание без напряжения в прямом направлении до 1%,
- коэффициент отражения без напряжения - до 58%
- контраст знака относительно фона (при минимальной внешней освещенности) - до 1 000 000: 1
- контраст знака относительно фона при максимальной засветке - от 11: 1 в углах, близких к нормали, до 3: 1 - при больших углах наблюдения
- время реакции до 10 мсек
- время релаксации до 300 мсек
- ток потребления 2.. . 5 мкА/см2
- мощность потребления до 0, 04 мВт/см2
- диапазон рабочих температур от минус 50 до +100 градусов Цельсия
- срок службы до 100 000 час.
Для иллюстрации прилагается несколько фотографий.
— коллаж: вырезан разряд реального PDLC-дисплея при яркой засветке и «всунут» в фотографию троллейбуса
— PDLC-дисплей "на просвет" под напряжением
— сравнение отражения стандартного ЖКИ и его PDLC -модификации
— PDLC-дисплей без напряжения
— PDLC-дисплей под напряжением при работе «на отражение».