Светоклапанный индикатор Советский патент 1980 года по МПК G09F9/00 

(54) СВЕТОКЛАПАННЫЙ ИНДИКАТОР

1

Изобретение относится к области техники отображения информации и может быть непсутьзовано, например, в качестве дисплеев ЭВМ, экранов осциллографов, телевизоров, видеотелефонов, светомузьпсальных устройств, индикаторных панелей авиационной, автомобильной, приборостроительной прюмышлениости, автоматических систем управления, в качестве элементов (оптронов, управляемых транспортов, оптических модуляторов и т.д.) оптических и оптоэлектроиных вычислительных машин, информационно-поисковых систем, систем автоматики, телемеханики, техники кино, голографии и тд.

Известны светоклапанные индикаторы на переходе жидкость-пар, содержащие заключенную между двумя стеклянными пластинами прозрачную жидкость, причем пластина, обращенная к наблюдателю, имеет шероховатую поверхность, на которую нанесен прозрачный нагревательный электрод, у другой пластины зачерненная поверхность 1 .

При подаче на электрод напряжения индика тор включается под действием протекающего

гока электрод нагревается, слои жидкости, контактирующий с электродом, испаряется. У ше- роховатой поверхности передней пластины образуется слой пара и пузырьков, рассеивающий свет. В результате наблюдатель видит полупрозрачную матовую поверхность стекла. Цвет ячейки можно изменять от белого до черного.

К недостаткам таких светоклапанных панелей, выполненных на парожидкостных ячейках, относятся невысокая контрастность отображаемой информации в связи с уменьшением общей прозрачности из-за присутствия полупрозрачного электрода на пути прохождения света и необходимость наличия шероховатости на внутренней поверхности лицевой панели, что значительно усложняет технологию ее производства.

Целью изобретения является повышение контрастности изображения и упрощения конструкции индикатора.

Поставленная цель достигается тем, что в светоклапанном индикаторе содержащем слой жидкости, помещенной между вертшсально расположенными прозрачной лицевой панелью 3 и экраном и горизонтально расположенными прокладками и управляющие электроды, размещенные на внешней стороне экрана, управляющие-электроды выполнены в виде термоэлектрических элементов. На чертеже схематично представлен один из возможных вариантов светоклапанного индикатора ячейки, иэ которых может быть составлена мозаичная (матричная) панель отобра жения информации. Устройство состоит из прозрачной лицевой панели 1, слоя 2 жидкости, ограниченного зачерненным (или другого цвета) экраном 3, и термоэлектрического элемента 4. Толщина слоя жидкости определяется прокладкой 5. Наиболее подходящим материалом для лице вой щистины 1 является стекло благодаря его хорошим оптическим свойствам механичес кой и химической стойкости. Жидкость слоя 2 должна удовлетворять следующему условию: ее показатель преломления должен быть близким или равным пока зателю преломления стекла. Существует множество жидкостей с показателем преломления, близким к показателю преломления стекол. В экспериментальном индикаторе успеишо был применен бензол (), имеющ11Й темпе ратуру плавления t 6,6°С. Расхождение пок зателей преломления может быть скомпенсиро вано за счет нанесения на соответствующую поверхность раздела четвертьволнового просве ляющего покрытия, показатель преломления которого равен среднему геометрическому из неравных показателей преломления сред. Толщина слоя 2 жидкости выбирается из констру тивных соображений и может составлять от 0,0001 см и более, так как уже толщина 0,0001 см достаточна для создания рассеивающего слоя, поскольку она вдвое превышает д ну волны зеленого света. Для создания определенного зазора между прозрачной панелью 1 и экраном 3 по их периметру укладывается прокладка 5 из полиэфирной пленки. Во всех случаях при подбор материалов для прокладок 5 и герметизации необходимо, чтобы их термические коэффициенты расщирения мало отличались от термического коэффициента расширения лицевой панели 1 и экрана 3, Особенно это касается материала экрана 3, чтобы предотвратить коробление конструкции в диапазоне рабочих температур, В частности, экран 3 может быть выполнен из окиси бериллия (ВеО), имеющей близкий термический коэффициент расш рения и обладающий высокой теплопроводностью. , Термоэлектрический элемент 4 представляет собой соединенные последовательно две полупроводниковые ветви, одна из которых обладает электронной (п), а другая дырочной (р) проводимостью. Материалом полупроводника могут служить тройные и четвертичнь1е сплавы В12 Тез с BijSes и SbjTss, образующие непрерывный ряд твердых растворов, Максимальная эффективность сплав.ов на основе BijTej получается при комнатных температурах. При низких температурах используется сплав Bi-Sb. Термоэлектрический элемент 4 может быть создан и из одного монокристалла. В этом случае используется анизотропия термоэлектрических свойств в различных направлениях. Термоэлектрический элемент 4 может быть изготовлен и на основе техники тонких пленок. В этом случае ветви термоэлементов напыляются в вакууме на внешнюю сторону экрана 3. Термоэлектрический элемент 4 может быть напылен с образованием спаев в местах перекрытий ветвей при напьшении. Светоклапанньш индакатор работает следующем образом. В зависимости от направления тока на внутренней стороне термоэлектрического элемента 4, обращенной к слою 2 жидкости, происходит выделение или поглощение тепла. Поглощение тепла объясняется переносом электрическим током зарядов из вещества где они имеют низкую энергию, в вещество с более высокой энергией зарядов. Перешедшие заряды повышают свою энергию за счет энергии кристаллической рещетки вещества, вызьгеая погло щение тепла. Заряды с высокой энергией передают избыток энергии кристаллической решетке вещества в которую они перешли, что вызывает вьщеление тепла. Охлаждение слоя 2 жидкости приводит к образованию мелкозернистой (1-10 мкм) кристаллической структуры этого слоя. При этом наблюдатель видит через прозрачную лицевую пластину 1 светорассеиваюшую молочно-белую поверхность слоя 2 Нагрев слоя 2 приводит к образованию жидкости. При этом наблюдатель видит через прозрачную лицевую пластину 1 и прозрачный слой 2 жидкости зачерненную поверхность экрана 3. Таким образом, белый цвет соответствует току управляющего сигнала достаточной амгоштуды, достаточному для перевода слоя 2 из жидкого состояния в кристаллическое. Изменяя амплитуду тока и его полярность, можно получить различную степень рассеяния отраженного света, т.е. различную градацию яркости (шкалу серого). В зависимости от цвета жидкости и экрана можно получить цветное отображение информации, а в пакетном исполнении - объемное. 579 Формула изобретения Светоклапанный индикатор, содержащий слой жидкости, помещенный между вертикально расположенными прозрачной лицевой панелыд и экраном и горизонтально расположенными прокладками, н управляющие электроды, расположенные на внешней стороне экрана, отличающийся тем, что, с целью

-ь(-) повышения контрастности изображения и упрощения конструкции, управляющие электроды выполнены в внде термоэлектрического элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Зарубежная электронная техника, № 13, М., июль 1978 с. 34 (прототип).