автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Текстурный и холестерико-нематический переходы в жидких кристаллах для аналоговых индикаторов

^ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

л “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”

Батбаярин Даваасурен

УДК 621.3.085.3:532.783

ТЕКСТУРНИЙ ТА ХОЛЕСТЕРИКО-НЕМАТИЧНИЙ ПЕРЕХОДИ В РІДКИХ КРИСТАЛАХ ДЛЯ АНАЛОГОВИХ ІНДИКАТОРІВ

05.27.01 - твердотільна електроніка

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Львів-1998

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі “Електронні прилади” Державного університету “Львівська політехніка”.

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор ГОТРА Зенон Юрійович

Державний університет “Львівська політехніка”, завідувач кафедри.

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор

ГРИЦЕНКО Микола Іванович Чернігівський державний педагогічний інститут ім. Т.Г. Шевченка, завідувач кафедри;

кандидат технічних наук, с.н.с.

СМЕРКЛО Любомир Михайлович Львівський науково-дослідний радіотехнічний інститут, начальник відділення.

Провідна організація - Науково-виробниче підприємство “Карат”, відділ нових прогресивних технологій, Міністерство промислової політики (м. Львів).

Захист дисертації відбудеться 27 березня 1998 р. о 16^2 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 04.06.18 при Державному університеті “Львівська політехніка” (290646, м. Львів-13, вул.

С.Бандери, 12).

З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Державного університету “Львівська політехніка” (вул. Професорська, 1).

Автореферат розісланий АИр'ЮЮ 1998 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

>'7 .

— Байцар Р.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Внаслідок анізотропії електричних та оптичних властивостей в рідких кристалах (РК) спостерігається ряд електрооптичних ефектів (ЕОЕ): динамічне розсіювання світла, ефект оптичного накопичення, твіст-ефект, перехід фаз, повертання площини поляризації, “гість-господар” та інші. Використання цих ефектів відкрило великі можливості в створенні пристроїв відображення та обробки оптичної інформації. Останнім часом інтенсивно проводяться дослідження текстурного та холестериконематичного фазового переходів в рідких кристалах, що пов’язано з можливістю створення широкого діапазону порогових напруг та високого контрасту відображення інформації в пристроях електронної техніки.

Електрооптичні ефекти в рідких кристалах застосовуються не тільки для індикації в цифровій та знакосинтезуючій формах, але й в аналоговій формі, яка відзначається наглядністю та можливістю більш швидкого візуального сприйняття та порівняння відтворюваної інформації. Однак конструктивні особливості аналогових індикаторів та вузький діапазон керуючих напруг ЕОЕ накладає обмеження на використання пристроїв відображення такого типу.

Отже, дослідження текстурного та холестерико-нематичного фазового переходів в індукованих холестериках і їх електрооптичних параметрів для розширення діапазону керуючих напруг та розробка нових аналогових пристроїв відображення оптичної інформації є актуальною задачею.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась в рамках Держбюджетної науково-дослідної теми “Дослідження та розробка нових матеріалів та технологій елементів електронної техніки” (номер державної реєстрації 01964000169 1997р.).

Мета і задачі дослідження. Мета роботи полягає у дослідженні текстурного та холестерико-нематичного фазового переходів в індукованих холестериках, їх електрооптичних параметрів для розширення діапазону керуючих напруг та розробці нових аналогових пристроїв відображення оптичної інформації на рідких кристалах. Основними завданнями досліджень, які необхідно вирішити для досягнення поставленої мети, були:

- теоретичне та експериментальне дослідження текстурного та холестерико-нематичного фазового переходів в індукованих холестериках для практичного використання текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів в РК пристроях відображення інформації;

- встановлення кореляції між властивостями індукованих холестеринів і електрооптичними параметрами текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів;

- розширення діапазону порогових напруг текстурного та холестерико-нематичного фазового переходів в індукованих холестериках для аналогових індикаторів;

- розробка нових аналогових пристроїв відображення оптичної інформації.

Наукова новизна одержаних результатів:

- встановлена кореляція між властивостями індукованих холестериків і параметрами аналогових індикаторів для досягнення необхідних керуючих напруг, величини контрасту, часових параметрів;

- розроблено ряд нових аналогових РК індикаторів, в яких конструктивно-технологічними методами створено неоднорідність напруги між електродами пристрою, причому їх характеристика перетворення може бути заданою в лінійному, логарифмічному і інших видах;

з

- методами чисельного моделювання встановлено вплив конструктивних і електричних параметрів аналогових індикаторних пристроїв на його електрооптичні параметри.

Наукові положення, шо виносяться на захист:

- виявлені закономірності в текстурному та холестериконематичному фазовому переходах, які дозволяють використовувати індуковані холестерики для аналогових індикаторів на рідких кристалах;

- модифікація рідкокристалічних матеріалів шляхом зміни складу та роду оптично активної домішки в нематичній матриці для розширення діапазону порогових напруг;

- ряд нових індикаторів, в яких констуктивно-технологічними методами створені умови представлення сигналу в аналоговій формі;

- математична модель аналогових індикаторів та встановлена залежність між конструктивно-технологічними і електрооптичними параметрами аналогових індикаторів на рідких кристалах.

Практичне значення одержаних результатів:

- встановлена кореляція між властивостями індукованих холестериків і параметрами аналогових індикаторів, що дає можливість розширити діапазон робочих параметрів аналогових індикаторів;

- створені нові типи аналогових РК індикаторів з необхідними керуючими напругами, величинами контрасту і часовими характеристиками, що дозволяє розширити область їх використання;

- розроблена практична методика контролю зазору в рідкокристалічних пристроях відображення інформації.

Результати роботи впроваджені у Львівському науково-дослідному радіотехнічному інституті та Львівському науково-дослідному інституті “Еротрон”, що підтверджено відповідними актами.

Особистий внесок здобувача. Теоретичні та практичні дослідження, наведені в даній роботі, виконані автором особисто або

за його безпосередньою участю. Автором виявлені умови отримання чіткого текстурного переходу в індукованих холестериках. Автором особисто досліджено характер часових характеристик та залежностей критичних напруг текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів в індукованих холестериках з різною спіральною структурою. Автором розроблена математична модель зв’язку функції розподілу потенціалу в високоомному електроді і характеристики перетворення аналогового рідкокристалічного індикатора. Розроблені базові конструкції аналогових рідкокристалічних пристроїв відображення і методики дослідження часових параметрів індукованих холестериків та визначення товщини міжелектродних зазорів в рідкокристалічних комірках.

Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідалися і обговорювалися на: 1-шій Міжнародній конференції по моделюванню (Україна, Крим, Алушта, 1996); 20-тій Міжнародній конференції з гібридної мікроелектроніки (Польща, Юрата, 1996); Європейській конференції з рідких кристалів “Наука і технологія” (Польща, Закопане, 1997); 6-тій Науковій конференції “Електронні технології” (Польща, Криниця, 1997); 9-тому Симпозіумі по електронних пристроях відображення, технології та рідкокристалічних матеріалах (США, Каліфорнія, Сан-Хосе, 1997).

В 1997 році автор була обрана почесним членом Монгольської Академії Наук ім. Чінгісхана.

Публікації. Результати виконаних досліджень відображені у 16 друкованих роботах та 3 патентах.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаної літератури та додатків. Основний зміст роботи викладений на 170 сторінках друкованого тексту, ілюстрованого 67 рисунками і 10 таблицями. Список літератури містить 93 найменування.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтована актуальність теми, вказано мету, сформульовані наукова новизна, практична цінність роботи та положення, які виносяться на захист. Коротко викладено зміст дисертації.

Перший розділ має оглядово-аналітичний характер. В цьому розділі розглянуто фізику текстурного та холестерико-нематичного фазового переходів в немато-холестеричних сумішах та індукованих холестериках, залежність порогових полів переходів від параметрів рідкокристалічного матеріалу. Приведені дані про динаміку холестерико-нематичного фазового та текстурного переходів, залежність їх часових параметрів від параметрів рідкокристалічного матеріалу.

Розглянуті теоретичні моделі та підходи, які описують енергії станів і переходів в немато-холестеричних сумішах і індукованих холестериках.

Найбільш придатною для опису електрооптичних параметрів холестерико-нематичного фазового і текстурного переходів є теоретична модель, яка базується на визначенні порогових полів текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів з вільних енергій різних станів директора в процессі переходу, так як вона дозволяє більш задовільно визначити вплив поверхні на порогові поля текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів.

Зроблено висновок про можливість ефективного використання текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів в індукованих холестериках для аналогових індикаторів на рідких кристалах, що дає можливість розширити область їх використання.

Проведено аналітичний огляд існуючих типів аналогових індикаторів на основі рідких кристалів. Приводиться опис конструкцій та аналіз принципів роботи аналогових індикаторів. Виявлено основні

недоліки (наявність джерела опорної напруги; необхідність синхронізації джерел вхідної та опорної напруг по частоті та фазі та інші). Приведені рекомендації щодо усунення існуючих недоліків.

Показано, що достатні ергономічні показники, мінімальне споживання потужності, простота і технологічність виготовлення роблять аналогові пристрої відображення інформації на рідких кристалах перспективними для практичного застосування як дешевих і простих електровимірювальних пристроїв без додаткового джерела енергії.

У другому розділі наведено обгрунтування вибору об’єктів досліджень - індукованих холестериків, методику їх приготування та дослідження.

При виборі матеріалів для створення індукованих холестериків виходили з наступних міркувань:

а) РК матеріали повинні мати фізичні параметри, придатні для практичного використання в пристроях відображення оптичної інформації;

б) широкий температурний інтервал існування мезофази;

в) низька в’язкість;

г) додатне (Дє > 0) та високе значення діелектричної анізотропії, що дає можливість знизити керуючі напруги.

Матеріалом для синтезу дослідних матриць була вибрана серійна суміш СЖК-1, до складу якої входять гомологи ряду ціанобіфенілів і оксиціанобіфенілів з високим значенням Дє. Суміш СЖК-1 характеризується низьким значенням в’язкості, широким температурним інтервалом існування мезофази і Дє > 0.

Для дослідження створено ряд індукованих холестериків, в яких в нематичні матриці вводились члени ряду ефірів холестерину одноосновних карбонових кислот, а також нерідко кристалічна оптично активна домішка (ОАД) - ВІХН-3.

Дослідження електрооптичних характеристик текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів в індукованих

холестериках проводили в комірках типу “сендвіч”, в яких товщину міжелектродного зазору (25 мкм) задавали діелектричними прокладками.

В розділі наведені установки для дослідження електрооптичних параметрів текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів в індукованих холестериках: напруг фазового та текстурного переходів, часових характеристик та залежностей текстурного і холестериконематичного фазового переходів. Описані методики дослідження електрооптичних та часових параметрів текстурного і холестериконематичного фазового переходів в індукованих холестериках.

Для дослідження електрооптичних параметрів текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів в індукованих

холестериках використовували експериментальну установку, яка дозволяє отримати вольт-контрастні характеристики (ВКХ) індукованих холестериків в широкому температурному інтервалі та

отримати залежності часів реакції та релаксації від амплітуди та

тривалості імпульсів керуючої напруги.

Для отримання ВКХ при дослідженні електрооптичних характеристик текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів в індукованих холестериках на РК комірку подавали сигнал трикутної форми, промодульований змінною напругою певної частоти.

Напругу керуючого імпульсу при дослідженні ВКХ текстурного переходу вибирали таким чином, щоб його величина була меншою від порогової напруги прямого холестерико-нематичного фазового переходу. Такий вибір параметрів керуючого імпульсу необхідний для коректного визначення величини поля зворотнього текстурного переходу, оскільки подальше збільшення напруги може призвести до погіршення релаксаційних процесів в шарі РК внаслідок процесів, зв’язаних з холестерико-нематичним фазовим переходом.

Для отримання часових характеристик текстурного переходу на РК комірку подавали сигнал прямокутної форми, після чого часи ввімкнення і вимкнення визначали між рівнями, які відповідають 10 і 90 % від повної амплітуди імпульсу.

Розроблена нова методика для контролю товщини міжелектродного зазору в рідкокристалічних комірках, що базується на еліпсометричних вимірюваннях та анізотропних властивостях нематичних РК. Для вимірювань використовували нематичний рідкий кристал МББА (Дп = 0,22), Не-№ лазер (А. = 0,63 мкм) і фотоприймач.

У третьому розділі наведені та проаналізовані результати експериментальних досліджень електрооптичних характеристик, критичних полів та часових залежностей текстурного і холестериконематичного фазового переходів в індукованих холестериках з різною спіральною структурою.

Проведені дослідження показали суттєві відмінності в характері зміни інтенсивності лазерного випромінювання Не-№ лазера, яке проходить через РК під час текстурного переходу, для реальних ВКХ. Характер зміни інтенсивності під час текстурного і холестериконематичного фазового переходів суттєво залежить від складу індукованих холестериків.

Індуковані холестерики з більшим кроком спіралі (з малим вмістом ОАД) мають більш пологі ВКХ і практично відсутню ділянку мінімального пропускання в порівнянні з індукованими холестериками

з великим вмістом ОАД (рис. 1).

Структури з малим кроком спіралі (1,5-2 % ВІХН) більш стійкі і менш здатні до деформації. Внаслідок цього маємо ділянку мінімального пропускання за рахунок плавної деформації спіралі до повного її зникнення. Тому для індикаторів, які використовують текстурний та холестерико-нематичний фазовий переходи, необхідно використовувати індуковані холестерики з більшим значенням вмісту

Рис. 1. Вольт-контрастні характеристики текстурного і холестериконематичного фазового переходів в індукованих холестериках: 1 -СЖК-1 + 0,5 % ВІХН; 2 - СЖК-1 + 1,0 % ВІХН; 3 - СЖК-1 + 1,5 % ВІХН; 4 - СЖК-1 + 2,0 % ВІХН.

ОАД, так як в їх ВКХ в деякому діапазоні напруг спостерігаються два стійких стани - максимального і мінімального пропускання світла.

Вироблено систему рекомендацій для використання індукованих холестериків в реальних пристроях, яка передбачає, що для створення пристроїв високої інформаційної ємності слід вибирати РК матеріали з константами пружності в межах Ю'10... 10~9 Н і величиною конструктивного параметру (d/P0) 0,5 ... 2. Використання сумішей з меншим значенням конструктивного параметру призводить до різкого зростання інтенсивності пропускання РК комірки в конфокальній текстурі. Для пристроїв, призначення котрих вимагає висококонтрастної шкали, слід використовувати РК матеріали з величинами констант пружності порядку 10'11 ... 10"12 Н і величиною d/P0 > 3.

В даному розділі досліджено критичні електричні поля текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів, їх температурні і концентраційні залежності. Створення індукованих холестериків з різним процентним вмістом вихідних компонент дозволяє в широких межах змінювати діапазон критичних полів текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів.

Отримані і вивчені залежності часів ввімкнення і вимкнення текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів в індукованих холестериках від тривалості і амплітуди керуючого імпульсу (від напруги текстурного переходу до напруги холестериконематичного фазового переходу) при різних постійних значеннях тривалості і амплітуди напруги. Показано, що:

- час ввімкнення не залежить від тривалості і амплітуди імпульсу напруги (рис. 2);

Рис. 2. Залежність часу ввімкнення текстурного переходу: а) від амплітуди імпульсу керуючої напруги (1 - тривалісь імпульсу 400 мс; 2 - тривалісь імпульсу 100 мс); б) від тривалості імпульсу керуючої напруги (3 - амплітуда імпульсу 17 В; 4 - амплітуда імпульсу 19 В).

- залежність часу вимкнення від тривалості імпульсу має дві ділянки. На першій ділянці, при збільшенні тривалості, спостерігається критичне збільшення часу вимкнення, а на другій ділянці час вимкнення не залежить від тривалості імпульсу. Точка перегину цієї залежності залежить від концентрації ОАД (рис. 3).

Рис. 3. Залежність часу вимкнення текстурного переходу від тривалості імпульсу керуючої напруги при амплітуді імпульсу: 1 - 15 В; 2 -17 В; 3 - 19 В; 4 - 21 В; 5 - 22 В.

- залежність часу вимкнення від амплітуди імпульсу має дзвоноподібний характер, тобто існує деяке значення амплітуди імпульсу, при якому час вимкнення має максимальне значення (рис. 4).

На основі проведених досліджень розроблені рідкокристалічні матеріали, які дозволяють розширити діапазон порогових напруг в межах 3 ... 35 В.

Проведені дослідження електроптичних параметрів текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів дали змогу оптимізувати параметри рідкокристалічних матеріалів та запропонувати їх як активні речовини для аналогових пристроїв відображення.

Рис. 4. Залежність часу вимкнення текстурного переходу від амплітуди імпульсу керуючої напруги при тривалості імпульсу: 1-50 мс; 2 - 100 мс; 3 - 200 мс; 4 - 400 мс.

У четвертому розділі наведені розроблені аналогові пристрої відображення інформації, зокрема їх будова, принципи роботи, технологія виготовлення.

Аналогова індикація в РК індикаторах забезпечується за рахунок розподілу напруги вздовж одного з електродів при проходженні струму через РК матеріал пристрою відображення. В розроблених аналогових індикаторах такий розподіл напруги вздовж електроду індикатора створюють за допомогою конструктивно-технологічних методів.

Для поліпшення функціональних можливостей аналогового рідкокристалічного індикатора, спрощення його конструкції та технології виготовлення розроблено декілька конструктивно-технологічних методів створення розподілу напруги по довжині електроду: ■

1. Зміна електропровідності електроду шляхом зміни його товщини і/або ширини вздовж індикатора (рис. 5, а);

2. Нанесення паралельно до прозорого електроду резистивної плівки з змінною конфігурацією (рис. 6, а);

5

4

5 мкм

а)-5/ I/

/» » * К « !*У ? »

* * * * *

1-

12 мкм 27 мкм

б) О 1 2

3 х,см

Рис. 5. Аналоговий рідкокристалічний індикатор зі змінним по товщині електродом: а) конструкція; б) розподіл товщини електроду Л в залежності від його довжини х при різних значеннях товщини рідкого кристалу з питомим опором 108 Ом-см і довжиною індикатора 2,5 см; 1,5- прозорі підкладки; 2

- прозорий електрод; 3 - прокладка; 4 - електрод зі змінною товщиною.

Рис. 6. Аналоговий рідкокристалічний індикатор з паралельною до прозорого електроду резистивною плівкою: а) конструкція; б) залежність розподілу напруги и від довжини індикатора х при різних вхідних напругах (1-10 В, 2-15 В, 3-20 В, 4-25 В); Г, 5 -прозорі підкладки; 2, 6 - прозорі електроди; 3 - прокладка; 7 -резистивна плівка змінної конфігурації.

и,в

ЗО:

4

3. Зміна опору електроду вздовж його довжини шляхом його легування домішкою з різною концентрацією (рис. 7, а).

Рис. 7. Аналоговий рідкокристалічний індикатор з легованим електродом: а) конструкція; б) розподіл питомого опору електроду р в залежності від його довжини х при різних значеннях товщини рідкого кристалу з питомим опором 108 Ом см і довжиною індикатора 2,5 см; 1, 5 - прозорі підкладки; 2 - прозорий електрод; 3 - прокладка; 8 - легований електрод з змінною концентрацією домішки.

На рис. 5, б, рис. 6, б і рис. 7, б зображені графіки залежностей конструктивних параметрів розроблених аналогових індикаторів та розподілу напруги на електроді при різних значеннях вхідної напруги. Для досягнення лінійності характеристик перетворення аналогових індикаторів необхідна оптимізація конструктивних параметрів аналогових пристроїв відображення та електрооптичних параметрів. З цією метою створена математична модель, яка пов’язує необхідну характеристику перетворення аналогового індикатора з його електрооптичними параметрами. Рівняння зв’язку має вигляд

5-

1 2 3 х, см

.12 мкм ■5 мкм

сҐи(х) к(х) сіи(х) сі [й(х)] Щх)

де Щх) - характеристика перетворення аналогового пристрою; Н -товщина шару РК; р(х) - розподіл питомого опору матеріалу електроду індикатора; И(х) - товщина електроду індикатора; рс - питомий опір рідкого кристалу; єс - діелектрична стала рідкого кристалу; ш = 2-я/; / -частота вхідної напруга.

Після підстановки в рівняння конкретної характеристики перетворення (лінійної, логарифмічної, тощо) і його розв’язку для визначених граничних умов отримуємо вирази зв’язку параметрів аналогового індикатора з його характеристикою перетворення. Теоретично по отриманих в моделі виразах досліджено залежності електрооптичних параметрів аналогових індикаторів для лінійної та логарифмічної характеристик перетворення.

Розроблено технологію отримання зміни електропровідності електрода шляхом створення його в кремнієвій підкладці л-типу. Електропровідність електрода змінюють внаслідок введення в об’єм кремнію бору з різною концентрацією методом іонної імплантації. Таким чином, отримано підкладку з електродом, що має опір, змінний по довжині пристрою, що при підключенні напруги викликає її розподіл. Приведена технологія дозволяє отримати аналоговий пристрій, що працює в режимі відбивання світла (рис. 8).

Проведено аналіз легування та визначено кількість іонних імплантацій для отримання рівномірного профілю залягання р-області. Концентрація легуючої домішки та інтервали її збільшення впливають на лінійність та крутизну характеристики перетворення. Внаслідок • цього є можливість зміною концентрації домішки змінювати масштаб та лінійність шкали аналогового індикатора.

Аналоговий індикатор на основі серійної кремнієвої підкладки п-типу довжиною 2,5 см забезпечує порогову напругу спрацювання індикатора - 9 В, максимальну вхідну напругу - 18 В, чутливість -1 ± 0,3 В, контраст 20 при роздільній здатності 2,5 мм/В, при цьому швидкодія - менше 90 мс.

Рис. 8. Аналоговий рідкокристалічний індикатор на кремнієвій підкладці: 1 - прозора підкладка з прозорим електропровідним електродом; 2 - герметик; 3 - локальні області, які задають товщину зазору; 4 - контакти (А1); 5 - контактні області бору; 6 - легована область відбиваючого електроду; 7 - кремнієва підкладка.

В додатках наведено тексти програм, які були використані при розрахунках конструктивних параметрів аналогових індикаторів на рідких кристалах та акти, які підтверджують впровадження, виконаної роботи.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ І ВИСНОВКИ

1. Досліджено електрооптичні характеристики, критичні поля та їх температурні, концентраційні залежності текстурного і холестериконематичного фазового переходів. Встановлено, що:

- високий контраст зображення забезпечується в рідкокристалічних сумішах з константами пружності порядку 10'11 ... 10"12 Н і величиною d/P0 > 3. При цьому необхідно досягнути оптимального співвідношення між величинами контрасту, напруги керування і крутизною вольт-контрастної характеристики, оскільки збільшення контрастного співвідношення зумовлює ріст керуючих напруг і крутизни ВКХ.

крутизною вольт-контрастної характеристики, оскільки збільшення контрастного співвідношення зумовлює ріст керуючих напруг і крутизни ВКХ.

- для створення пристроїв високої інформаційної ємності слід вибирати РК матеріали з константами пружності в межах 10-10... 10~9 Н і величиною конструктивного параметру (d/P0) 0,5 ... 2. Пристрої на основі таких матеріалів характеризуються низькими керуючими напругами і відносно низьким контрастом.

2. Досліджено часові характеристики та залежності індукованих холестериків для текстурного переходу при амплітуді імпульсу від напруги текстурного переходу до напруги холестерико-нематичного фазового переходу. Показано, що:

- час ввімкнення при текстурному переході в індукованих холестериках не залежить від величини амплітуди імпульсу керуючої напруги;

- при збільшенні тривалості імпульса до 200 мс спостерігається збільшення часу вимкнення, при більших значеннях - час вимкнення не залежить від тривалості імпульсу. Точка перегину цієї залежності залежить від концентрації ОАД;

- залежність часу вимкнення від амплітуди імпульсу має дзвоноподібний характер, тобто існує деяке значення амплітуди імпульса, при якому час вимкнення має максимальне значення.

3. Розширено діапазон порогових напруг текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів шляхом модифікації РК матеріалів на основі індукованих холестериків з різним процентним вмістом вихідних компонент (нематичних матриць - сумішей ціанобіфенілів і оксиціанобіфенілів з оптично активними домішками -ефірами холестерину одноосновних карбонових кислот).

4. Розроблено ряд нових аналогових рідкокристалічних індикаторів, які розширюють область використання пристроїв відображення інформації даного типу. Встановлено, що для

(З ... 35 В) визначаються критичними полями індукованих

холестериків, які використовуються в них.

5. Розроблено ефективну методику вимірювання міжелектродних зазорів в рідкокристалічних індикаторах, яка базується на використанні анізотропних властивостей нематичних рідких кристалів.

6. Створено математичну модель, яка пов’язує параметри аналогових рідкокристалічних індикаторів з необхідною характеристикою перетворення. Отримано кількісні співвідношення параметрів аналогових рідкокристалічних індикаторів, а також аналітичні вирази, які можуть бути використані як теоретична модель для проектування аналогових рідкокристалічних індикаторів.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В РОБОТАХ:

1. Батбаярин Д., Готра 0.3., Петрів O.P. Реєстрація змінних напруг за допомогою аналогових рідкокристалічних індикаторів// Вісник ДУ “Львівська політехніка” “Автоматика, вимірювання та керування”.- 1996.- № 305.- С.86-91.

2. Автоматизація вимюрівання міжелектродних зазорів у рідкокристалічних індикаторах/ Д. Батбаярин, 0.3. Готра, Б.І. Сенюк,

І.І. Смалюх// Вісник ДУ “Львівська політехніка” “Автоматика, вимірювання та керування”,- 1996.- № 305,- С.82-86.

3. Пат. 20787 А, Україна, МПК6 G02F 1/13. Аналоговий рідкокристалічний індикатор/ Б.М. Яворський, O.P. Петрів, Д. Батбаярин, О.З. Невмержицька.- №95083700; Заявл. 07.08.95; Опубл. 07.10.97, Бюл. “Промисл. власність”, №5 (1997).

4. Пат. 1287, Монголія, МПК6 G 09 G 3/36. Шингзн талстат

индикатор/ Д. Батбаярин, 3-Ю. Готра, О.З.Готра, O.P. Петрив, Б.И. Сенюк, И.И. Смалюх.- №1924; Заявл. 10.04.97; Опубл. 22.09.97,

“Оюуньї Омч”, №7 (1997).

5. Пат. 1288, Монголія, МПК6 G 09 G 3/36. Шингзн талстат индикатор/ Д. Батбаярин, З.Ю. Готра, О.З.Готра, О.Р. Петрив, Б.И. Сенюк, И.И. Смалюх.- №1931; Заявл. 10.04.97; Опубл. 22.09.97, “Оюуньї Омч”, №7 (1997).

6. Модель аналогового рідкокристалічного індикатора зі змінним по довжині опором прозорого електроду/ Батбаярин Д., Готра 0.3., Петрів О.Р., Сенюк Б.І.// Ргос. of the I-st International modelling school

- Ukraine. Alushta, September 12-17, 1996,- C.101-103.

7. Вимірювання мікротовщин за допомогою нематичних рідких кристалів/ Батбаярин Д., Готра З.Ю., Сенюк Б.І., Смалюх 1.1.// Ргос. of the I-st International modelling school - Ukraine. Alushta, September 12-

17, 1996,- C.89-91.

8. Display devices on the basis of thin film technology/ Gotra Z., Gotra O., Batbayarin D.// Proc. of the 20-th Conf. of ISHM - Poland. Jurata, September 17-20, 1996.- Wroclaw, 1997,- P.133-136.

9. Nematic-cholesteric mixtures with a wide diapazon of field hysteresis relative value of cholesteric-nematic phase transition for display device/ Gotra Z., Mikityuk Z., Fechan A., Batbayarin D.// Proc. of IS&T/SPIE’s 9-th Annual Symposium - USA. San-Jose, February 9-14, 1997,- P. 13-22.

10. Wyswietlacze cieklokrystaliczne na bazie przejscia teksturowego/ Batbayarin D., Gotra O., Mikityuk Z., Semenova Ju.// Mat. VI Konf. Naukowa “Technologia electronowa ELTE’97” - Poland. Krynica, May, 1997, S.I.- P.108-111.

11. Wybrane aplikacje wyswietlaczy cieklokrystalicznycn na bazie przejscia teksturowego/ Batbayarin D., Gotra O., Mikityuk Z., Semenova Ju., Fechan A.// Mat. VI Konf. Naukowa “Technologia electronowa ELTE’97” - Poland. Krynica, May, 1997, S.I.- P.112-115.

12. Batbayarin D., Newmerzhytska O.Z., Senyuk B.I. The model of analog liquid crystal display// Abstr. of ELCE’97 “Science and Technology”

- Poland. Zakopane, March 3-8, 1997.- P.392.

13. Батбаярин Д., Готра О.З., Петрів О.Р. Модель аналогового РКІ зі змінним по довжині опором прозорого електроду// Abstr. of the I-st International modelling school - Ukraine. Alushta, September 12-17,

1996,- C.16.

14. Батбаярин Д., Петрів O.P., Готра 0.3. Моделювання роботи аналогових рідкокристалічних індикаторів// Abstr. of the I-st International modelling school - Ukraine. Alushta, September 12-17, 1996.-

C.62.

15. Вимірювання мікротовщин за допомогою нематичних рідких кристалів/ Батбаярин Д., Готра З.Ю., Сенюк Б.І., Смалюх 1.1.// Abstr. of the I-st International modelling school - Ukraine. Alushta, September 1217, 1996,- C.17.

16. Application of cholesteric-nematic phase transition for near IRradiation modulation/ D. Batbayarin, Z.M. Mikituyuk, O.Z. Newmerzhytska, M.S. Nutskovskiy// Abstr. of ELCE’97 “Science and Technology”

- Poland. Zakopane, March 3-8, 1997.- P.335.

17. Analog display devices on electrooptic effects in liquid crystal/

D. Batbayarin, Z.Yu. Gotra, O.Z. Newmerzhytska, B.I. Senyuk// Abstr. of ELCE’97 “Science and Technology” - Poland. Zakopane, March 3-8,

1997.- P.331.

18. D. Batbayarin, O.Z. Newmerzhytska, B.I. Senyuk. Analog - discret display devices on elektrooptic effects in liquid crystal// Abstr. of ELCE’97 “Science and Technology” - Poland. Zakopane, March 3-8, 1997.- P.321.

19. Nematic-cholesteric mixtures with a wide diapazon of field hysteresis relative value of cholesteric-nematic phase transition for display device/ Gotra Z., Mikityuk Z., Fechan A., Batbayarin D.// Abstr. of IS&T/SPIE’s 9-th Annual Symposium - USA. San-Jose, February 9-14, 1997.- P.22.

Батбаярин Д. Текстурний та холестерико-нематичний переходи в рідких Кристалах для аналогових індикаторів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.27.01 - твердотільна електроніка.- Державний університет “Львівська політехніка”, Львів, 1998.

Досліджено електрооптичні характеристики текстурного і холестерико-нематичного фазового переходів в індукованих

холестериках. Виявлено закономірності при текстурному і

холестерико-нематичному фазовому переходах в індукованих

холестериках. Розширено діапазон порогових напруг текстурного і холестерико-нематичного переходів для аналогових рідкокристалічних індикаторів. Розроблені нові аналогові пристрої відображення інформації. Створена математична модель для оптимізації їх параметрів.

Ключові слова: електрооптика, рідкий кристал, індукований холестерик, холестерико-нематичний перехід, текстурний перехід, аналоговий індикатор.

Батбаярын Д. Текстурный и холестерико-нематический переходы в жидких кристаллах для аналоговых индикаторов. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.27.01 - твердотельная

электроника,- Государственный университет “Львовская политехника”, Львов, 1998.

Исследованы электрооптические характеристики текстурного и холестерико-нематического фазового переходов в индуцированных холестериках. Выявлены закономерности при текстурном и холестерико-нематическом фазовом переходах в индуцированных холестериках. Рассширен диапазон пороговых напряжений текстурного и холестерико-нематического переходов для аналоговых жидкокристаллических индикаторов. Разработаны новые аналоговые

устройства отображения информации. Создана математическая модель для оптимизации их параметров.

Ключевые слова: ' электрооптика, жидкий кристалл,

индуцированный холестерик, холестерико-нематический переход, текстурный переход, аналоговый индикатор.

Batbayarin D. Texture and cholesteric-nematic transitions in liquid crystals for analog display devices. - Manuscript.

Thesis applied for Ph. D. in Technics on speciality 05.27.01 - Solid State Electronics.- State University “Lviv Polytechnick”, Lviv, 1998.

The electrooptical characteristics of the texture and cholesteric-nematic phase transitions in induced cholesterics are investigated. Laws at the texture and cholesteric-nematic phase transitions in induced cholesterics are revealed. The threshold voltages range of the texture and cholesteric-nematic transitions for analog liquid crystal display devices is widen. New analog displays devices are developed. The mathematical model for optimization of their parameters is created.

Key words: electrooptic, liquid crystal, induced cholesteric,

cholesteric-nematic transition, texture transition, analog display device.