ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА
Электрохромные индикаторы
К этому классу относятся индикаторы, в которых наложение внешнего электрического поля приводит к изменению цвета активного материала, В качестве веществ, меняющих свой цвет, могут использоваться триоксид вольфрама (¥03), иридиево-оксидные пленки, ряд других неорганических оксидов. Кроме того, в этих целях могут использоваться и некоторые органические вещества — виологены, биперилловые соли, некоторые жидкие кристаллы. Схематическое изображение электрохромного индикатора представлено на рис. 8.19. Слой УОз толщиной 0,1... 1 мкм создается на стеклянной подложке — он наноситься на прозрачный электрод (пленку 1п203 толщиной 0,1...0,2 мкм), например путем термического напыления. Поверх активного слоя напыляют слой диэлектрика (например, БЮ2 толщиной 0,05 мкм) и затем — пленочный электрод (золото, толщина пленки 0,01 мкм).
Если на прозрачный электрод такой ячейки подается отрицательный потенциал, из него в слой N¥03 будут инжектироваться электроны. В результате на катоде происходят реакции образования вольфрамовой бронзы, и в активном слое возникают центры окрашивания; цвет пленки становится синим. Реакция образования вольфрамовой бронзы обратима; при перемене полярности питающего напряжения индикатор восстанавливает начальный цвет (инжекции электронов из пленки золота препятствует слой БЮг). Рабочее напряжение подобных индикаторов составляет доли вольт, контраст 2:1 достигается примерно за секунду.
Важной особенностью электрохромного индикатора является наличие памяти; окраска активного слоя может сохраняться в течение многих часов до тех пор, пока не будет подан импульс стирающего напряжения противоположной полярности. Заряд, требуемый для изменения цвета индикатора, оказывается очень малым (до 5 мКл/см ). Таким образом, приборы этого типа еще более экономичны, чем жидкокристаллические.
Основные недостатки электрохромных индикаторов: инерционность (время переключения может достигать 1 с) и недостаточная долговечность. Они выдерживают не более 1-107 переключений, а это означает, что если их использовать, например, в часах для высвечивания секундной цифры, то их срок службы составит не более 3000 ч. Быстродействие можно увеличить, используя в качестве активного материала не твердое вещество, а жидкость, однако срок службы при этом еще больше снижается (внутри ячейки могут происходить неконтролируемые химические реакции); слабее в последнем случае оказывается выражен и эффект памяти.
|
12 3 4 5
Рис. 8.19. Устройство твердотельного электрохромного индикатора: 1 — стеклянная пластина; 2 — прозрачный электрод; 3 — слой аморфного Л/Оз; 4 — спой диэлектрика; 5 — электрод |
В целом, однако, электрохромные индикаторы вполне пригодны для высвечивания медленно меняющейся информации, когда отчетливее выявляются их достоинства — экономичность и высокий (не хуже, чем у ЖКИ) контраст. Температурный же диапазон работы электрохромных индикаторов даже более широк (от-20 до +70 °С), вдобавок информация может считываться при больших углах обзора, чем с жидкокристаллических.
Параметры основных типов оптоэлектронных индикаторов приведены в табл. 8.4.
|
Таблица 8.4. Параметры оптоэлектронных индикаторов
|
8.1.
|
С динамическим рассеянием: |
На каком явлении основан принцип действия ЖКИ
А) рассеяние электронов;
Б) рассеяние дырок;
|
Рис. 1 |
В) на основе ионов;
Г) рассеяние фотонов?
8.2. На каком явлении основан принцип действия ЖКИ с твист-эффектом:
А) рассеяние электронов;
Б) рассеяние дырок;
В) на основе ионов;
Г) рассеяние фотонов?
8.3. Определите, чему соответствует элемент ЖКИ с динамическим рассеянием, указывающий на прокладку (рис. 1).
8.4. Определите, чему соответствует элемент ЖКИ с динамическим рассеянием, указывающий на жидкие кристаллы (см. рис. 1).
8.5.
|
Рис. 2 |
Используя рис. 2, в устройстве электролюминес - центного индикатора укажите номер, который указывает на электроды.
8.6. Используя рис. 2, в устройстве электролюминес - центного индикатора укажите номер, который указывает на прозрачный электрод.
8.7. Используя рис. 2, в устройстве электролюминес - центного индикатора укажите номер, который указывает на изолирующую пленку.
8.8. Используя рис. 2, в устройстве электролюминес - центного индикатора укажите номер, который указывает на слой люминофора.
8.9. Используя рис. 2, в устройстве электролюминес - центного индикатора укажите номер, который указывает на металлический электрод.
8.10.Используя рис. 2, в устройстве электролюми - несцентного индикатора укажите номер, который указывает на пластмассовый корпус.
