Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) ( 21 ) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (125) (126) (127) (128) (129) (130) (131) (132) (133) (134) (135) (136) (137) (138) (139) (140) (141) (142) (143) (144) (145) (146) (147) (148) (149) (150) (151) (152) (153) (154) (155) (156) (157) (158) (159) (160) (161) (162) (163) (164) (165) (166) (167) (168) (169) (170) (171) (172) (173) (174) (175) (176) (177) (178) (179) (180) (181) (182) (183) (184) (185) (186) (187) (188) (189) (190) (191) (192) (193) (194) (21)



Рис. 6.3. Энергетическая диаграмма кристалла электролюминофора в разные моменты приложения напряжения (см. рис. 6.2.):

а - для Л; б - для 1; в - для t-; г - для д - для ts

времени tz (рис. 6.3,в), она становится больше напряженности внешнего уменьшающегося поля, электроны начинают двигаться в сторону отрицательного электрода, а пространственный заряд нейтрализуется. В момент времени (рис. 6.3,г), соответствующий окончанию полупериода, пространственный заряд полностью нейтрализуется, но электроны еще не успевают прорекомбинировать с положительными зарядами.

При измененЕИ полярности напряжения в следующем полупериоде начинается усиленная рекомбинация с излучением света до некогорого момента времени 4 (рис. 6.3,(Э), одновременно происходит возвращение дырок в левую область кристалла, где они рекомбинируют с электронами. В результате заряд левой области кристалла становится близким нулю, а пространственный заряд формируется в правой области, где происходят аналогичные процессы.

6.2. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Основой любого эли является электролюминесцентный конденсатор, в качестве одной из обкладок которого используется прозрачный электрод (рис. 6.4). Форма прозрачных электродов может быть любой в зависимости от назначения ЭЛИ и требуемого вида элемента отображения информации ЭЛИ Число прозрачных электродов определяется числом элементов отображения информации.

Восприятие информации с ЭЛИ осуществляется через эти прозрачные электроды, нанесенные на стеклянную пластину. Между обкладками конденсатора находится люминофор, размещенный в слое диэлектрика. В качестве другой обкладки конденсатора используется непрозрачный электрод, который может быть как общим для всех прозрачных Электродов, так и отдельным для каждого прозрачного.




Рис. 6.4. Схема устройства ЭЛИ:

/ - стеклянная пластина; 2 - прозрачный токопроводящии слой, 3 - электролюмнно-фор в диэлектрической среде, 4 - металлический электрод

Отдельные полосковые непрозрачные электроды используются, как правило, в матричных ЭЛИ, предназначенных для работы в мультиплексном режиме управления. В остальных типах ЭЛИ применяется общий непрозрачный электрод. Электролюминесцентный конденсатор размещается в герметичном корпусе, обеспечивающем защиту от внешних воздействий.

Первые типы ЭЛИ выпускались в пластмассовых корпусах (рис. 6.5), герметизация которых осуществлялась органическими веществами. Такая конструкция использовалась при разработке единичных цифровых, буквенно-цифровых, шкальных и мнемонических ЭЛИ и имела как достоинства (относительная простота изготовления, удобство монтажа ЭЛИ в аппаратуре), так и недостатки. Органические герметики не дают надежной защиты от влаги, различные коэффициенты температурного расширения стекла и пластмассы сокращают диапазон допустимых температур эксплуатации и хранения, особенно это ощущается при создании ЭЛИ больших размеров.

При разработке матричных ЭЛИ использовалась стеклянная конструкция с герметизацией по торцам стеклянных пластин. Следующим этапом явилось создание конструкции ЭЛИ, в которой вместо стеклянных пластин применялись гибкие пленки, позволяющие делать ЭЛИ действительно плоскими и легкими, что очень важно для ряда обла-сгей применения

Все указанные конструкции ЭЛИ имеют серьезный недостаток. Для размещения электролюминофора между обкладками конденсатора используются связующие вещества, которые значительно снижают светотехнические параметры люминофора. Для улучшения светотехнических параметров и эксплуатационных характеристик ЭЛИ была предложена конструкция со свободным объемом (рис. 6.6). Особенностью конструкции является наличие стеклянного корпуса, что позволяет исключить органические герметики и повысить влагостойкость ЭЛИ. Свободный объем дает возможность избавиться от ряда дополнительных слоев и использовать более чистый люминофор. Обычно свободный объем заполняется воздухом. При необходимости свободный объем заполняется азотом или в нем может быть создан вакуум.


Рис. 6.5. Конструкция ЭЛИ в пластмассовом корпусе:

/ - пластмассовый корпус; 2 - стеклянная пластина с нанесенными на нее прозрачными электродами в виде сегментов; 3 - крепежные приспособления; 4 - наружные выводы; 5 - непрозрачный электрод

Рис. 6.6. Конструкция ЭЛИ со свободным объемом:

/ - наружное стекло: 2 - экран с покрытиями; 5 - свободный объем; 4 - стеклянный корпус; 5 -выводы; 6 - токопроводящии слой (электрод)



6.3. типы ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ИНДИКАТОРОВ И ИХ ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Принцип действия и конструктивные особенности ЭЛИ дают возможность создавать практически любые типы ЗСИ по виду отображаемой информации

В первые годы развития ЭЛИ, когда они являлись единственными представителями ЗСИ, были созданы единичные, цифровые, буквенно-цифровые, шкальные, мнемонические и графические индикаторы. Разработчиков СО привлекали такие особенности ЭЛИ, как приятный для глаза цвет свечения, равномерное свечение элементов отображения (неравномерность яркости не более 10%), возможность создания ЭЛИ практически любых размеров, отсутствие разогрева ЭЛИ в процессе работы, возможность регулирования яркости свечения, механическая прочность, малое энергопотребление.

В процессе эксплуатации ЭЛИ выявился и ряд недостатков: относительно небольшая яркость свечения и снижение ее в процессе работы, относительно высокие напряжения, высокая частота напряжения, относительно низкие влагоустойчивость и устойчивость к смене температур, небольшой срок службы.

Яркость свечения ЭЛИ (рис. 6.7) определяется эмпирической формулой

L = L„exp(-6/t7), (6.1)

где Lo- постоянная, слабо зависящая от напряжения, характерная для конкретного люминофора; Ь-постоянная, характерная для конкретных значений температуры и частоты; U - напряжение.

Формула (6.1) дает достаточно хорошее соответствие экспериментальным данным и не противоречит рассмотренному в § 6.1 принципу возбуждения ЭЛИ, так как значение приложенного напряжения определяет напряженность электрического поля в кристалле электролюминофора. Для получения большой яркости необходимы достаточно высокие напряжения и частоты, что приводит к более резкому, чем при меньших напряжении и частоте, снижению яркости ЭЛИ в процессе работы (рис. 6.8). В связи с этим выбирают такой режим работы ЭЛИ, чтобы спад яркости свечения был не очень крутым. В противном случае возможна большая неравномерность яркости свечения информационного поля СО после первых часов работы (обычно после 100-200 ч). С этой же целью проводится ряд технологических мероприятий. Для характеристики изменения яркости свечения ЭЛИ используется параметр «период полуспада яркости», который составляет 100-500 ч. Как правило, для порошковых ЭЛИ выбирают напряжение около 220 В частотой 400 или 1000 Гц. при этом начальная яркость свечения ЭЛИ составляет 20-40 кд/м, что обеспечивает безошибочное считывание информации при внешней освещенности до 100-500 лк. Для расширения диапазона допустимой внешней освещенности выпускают ЭЛИ в контрастном исполнении (с уменьшенными коэффициентами яркости выключенных элементов отображения информации и собст-


Ш t,4

Рис. 6.7. Зависимость яркости свечения ЭЛИ на люминофоре ЭЛ-510М от времени работы при {/=220 В



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) ( 21 ) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (125) (126) (127) (128) (129) (130) (131) (132) (133) (134) (135) (136) (137) (138) (139) (140) (141) (142) (143) (144) (145) (146) (147) (148) (149) (150) (151) (152) (153) (154) (155) (156) (157) (158) (159) (160) (161) (162) (163) (164) (165) (166) (167) (168) (169) (170) (171) (172) (173) (174) (175) (176) (177) (178) (179) (180) (181) (182) (183) (184) (185) (186) (187) (188) (189) (190) (191) (192) (193) (194)