5.4.3. Индикаторы других типов

Использование технологии, разработанной для производства изделий микроэлектроники, открыло новые возможности для создания вакуумных накальных индикаторов, нагрев отдельных элементов которых — вольфрамовых нитей — позволяет высветить требуемый символ. Согласно закону Стефана — Больцмана для теплового излучения, яркость таких индикаторов определяется температурой Т (обычно Т= 1200÷1300° С) вольфрамовой нити и может достигать 10 000 кд/м2, что существенно выше, чем у индикаторов других типов. Подложка, на которой расположены светящиеся нити, обычно чернится, что позволяет получать, кроме того, очень высокую контрастность изображения. Срок службы вакуумных накаливаемых индикаторов составляет 104—105 ч, цвет свечения — белый (применение цветных светофильтров позволяет обеспечить многоцветность при достаточно высокой яркости). Зависимость яркости от напряжения хорошо описывается выражением вида L~U7.

Принципиальным недостатком вакуумных накаливаемых индикаторов является их низкий к. п. д. (единицы процентов), поскольку при той температуре, которую имеет вольфрамовая нить, основная доля ее излучения принадлежит инфракрасной области спектра; невысоким оказывается и их быстродействие (1·10–2с).

Явление электрофореза (направленного движения заряженных частиц одного цвета, взвешенных в диэлектрической жидкости другого цвета) используется в работе электрофоре-тических индикаторов. В зависимости от полярности приложенного напряжения электрическое поле перемещает частицы пигмента (чаще всего — порошка TiO2) к одному или другому электроду ячейки. Порошок TiO2 имеет белый цвет, в результате на прозрачном электроде появляется или исчезает светлое изображение. Типичные характеристики электрофоретических индикаторов: в элементе толщиной 50 мкм напряжение - 30 В перемещает частицы при плотности тока 1 мкА/см2 приблизительно за 100 мс. Ресурс работы составляет 107 — 108 циклов, рабочий диапазон температур—от –15 до +50° С. Индикаторы обладают памятью (изображение сохраняется и после выключения напряжения). Подбор пигментов и диэлектрической жидкости может обеспечить большой набор сочетаний цветов. К недостаткам электрохромных индикаторов надо отнести сравнительно большое (десятки вольт) управляющее напряжение и малое (0,1 — 1 с) быстродействие.

В основе работы электролитических индикаторов лежат процессы обратимого осаждения на поверхности электрода пленки металла (пленка образуется в результате электролиза раствора, находящегося между двумя электродами, один из которых — прозрачный). При осаждении металла (как правило, серебра) образующаяся на прозрачном электроде тонкая (около 1·10–2) пленка поглощает падающий на нее свет, в результате чего элемент отображения такой ячейки кажется темным на общем светлом фоне. Приложение напряжения обратной полярности приводит к просветлению электрода. Рабочее напряжение таких ячеек — единицы вольт, ресурс работы—около 1·107 циклов, рабочий диапазон температур—от – 40° до + 60° С. Изображение может сохраняться в течение нескольких суток. В то же время индикаторы этого типа обладают сравнительно большой инерционностью (время записи и стирания составляет 0,2—1 с).

В качестве пассивных индикаторов могут использоваться электрически управляемые оптические транспаранты, описанные в п. 3.3.1 (например, на основе кристаллов KDP, DKDP, ADP ЦТСЛ-керамики и т. п.).

Ведутся работы и по созданию индикаторов, работающих на других принципах, например использующих мелкие магнитные шарики, которые в зависимости от ориентации индукции внешнего магнитного поля поворачиваются то одной (окрашенной), то другой стороной; фотохимических, в которых для записи информации используется инфракрасное излучение (оно меняет проводимость отдельных участков фоторезистив-ного слоя, тем самым регулируя скорость протекания электрохимических реакций вблизи этих участков), и т. д.

В заключение приводим сводную таблицу основных параметров некоторых типов выпускаемых индикаторов (табл. 5.1).

Таблица 5.1. Основные параметры индикаторов, используемых в системах отображения информации

Типы индикаторов

Яркость, кд/м2

Цвет свечения

Время

переключения, с

Управляющее напряжение, В

Расходуемая мощность на знак, мВт

Угол

обзора

Активные

Вакуумные накальные

500 – 20000

Желтый

10-2 – 10–1

5

50 – 1000

±60о

Вакуумные

люминесцентные

30 – 1000

Синий

       

Зеленый

10–3

50 – 70

100

±45о

Желтый

       

Красный

       

Газоразрядные

50 – 900

Зеленый

10–4 – 10-3

70 – 300

30 – 500

±45о

Желтый

       

Красный

       

Светодиодные

10 – 400

Красный

10–8 – 106

1,5 – 10

10 – 700

±50о

Электролюминесцентные (порошковые)

10 – 70

Голубой

       

Зеленый

10–2

115 – 220

5

±80о

Желтый

       

Красный

       

Пассивные

Жидкокристаллические

10–1

3 – 30

103 – 10–1

±30о

Электрохромные

10–2 – 1

0,1 – 1

10–3 – 10–1

±60о

Введение в оптоэлектронику


*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.