Файл: Прикладная электролюминесценция..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 170

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Индикатор с изменением цвета свечения может быть выполнен в виде призмы (или пирамиды), на грани ко­ торой нанесены слои с различным цветом свечения

(рис. 5.8,в) {13}.

Т а б л и ц а 5.8

Коммутация электродов электролюминесцентного индикатора и его цветовое состояние (рис. 5.8, д)

Цвет свечения электродов вида

 

Коммутация электродов

 

 

круг

КОЛЬЦО

включен в

включен в

не вклю­

группу А

группу В

чен

Голубой

Голубой

1

4

2.

3,

4

 

 

Желтый

Желтый

1, з ,

 

2

 

___

Белый

Белый

• 1 , 2

 

3.

4

_

4

Белый

1,

2

 

3

 

 

Белый

1,

2

 

4

 

 

3

Голубой

Желтый

1,

4

 

2,

3

 

Желтый

Голубой

1,

з

 

1,

4

4

Голубой

*

1

 

 

3

 

2.

Желтый

*

2

 

 

3

 

1.

4

*

Голубой

1

 

 

4

 

2,

3

*

Желтый

2

 

 

4

 

1,

3

П р и м е ч а н и е :

*—отмеченный

сегмент имеет

слабое

свечение,

вызываемое

емкостной связью гребенчатых электродов.

Конструктивный метод изменения цвета свечения реализован в серии электролюминесцентных индикато­ ров растрового типа для табло мнемосхем [1'4]. Индика­ тор (рис. 5.8,г) представляет собой стеклянную пласти­ ну с прозрачным проводящим слоем двуокиси олова, выполненным в виде рисунка гребенчатой структуры. Электролюминофоры различных цветов свечения (на­ пример, ЭЛ-460 и ЭЛ-580) наносятся на гребенчатую структуру прозрачных электродов так, что каждый из них образует чересстрочный растр, точно совпадающий со структурой соответствующего гребенчатого электро­ да. Поверх двухцветной растровой структуры наносится выравнивающий отражающий слой диэлектрика и ме­ таллический электрод в виде сплошного поля или кон­ центрических фигур произвольной конфигурации. Све­ чение выбранной фигуры наблюдается в виде парал­ лельных полос того или иного цвета.

Электрическая схема индикатора представлена на рис. 5.8,5. Коммутация четырех электродов индикатора

15*

227


позволяет высветить ряд различных по цвету и конфи­ гурации состояний. Индикатор возбуждается от источ­ ника синусоидального напряжения частотой 1200 Гц. Напряжение прикладывается между двумя группами А и В, в которые собраны электроды в соответствующем сочетании, обеспечивающем то или иное состояние ин­ дикатора. Цвет и форма светящегося знака индикатора с металлическими электродами в виде концентрических круга и кольца и соответствующая коммутация элек­ тродов сведены в табл. 5.8. Цветовой контраст изобра­ жения в индикаторе растрового типа, в котором исполь­ зованы электролюминофоры желтого и голубого цветов свечения составляет около 22 цветовых порогов. Исполь­ зование в системе комбинации электролюминофоров других типов позволяет реализовать цветовые контра­ сты, указанные в табл. 5.4. Рабочий режим индикато­ ра— режим поддерживания постоянной яркости путем изменения рабочего напряжения £/Эфф = 180ч-250 В. Та­ кие индикаторы обеспечивают в течение 1 0 0 0 ч суммар­

ного времени работы габаритную яркость, достаточную для однозначного восприятия информации при внешней засветке в плоскости табло до 1 0 лк.

При использовании растровых индикаторов в табломнемосхемах форма светящегося знака определяет си­ стему, по которой выдается информация, а цвет свече­ ния индикатора — состояние этой системы. Индикаторы такого типа применяются в мнемосхемах для отобра­ жения состояния контролируемых узлов, систем или производственных процессов.

5.5. КОНТРАСТ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОМ ЗНАКОВОМ

ИНДИКАТОРЕ

Для восприятия визуальной информации с индика­ тора необходима некоторая разница в яркости между знаком и фоном, обеспечивающая контраст изобра­ жения

К —(В3цВфои)/Вфоп,

(5.5)

где Вт — яркость знака; ВфОН— яркость фона.

опреде­

Отношение минимальной разности яркости,

ляющей порог различения объекта, к яркости фона при­ нято называть пороговым контрастом /(пор. Его величи­ не

На зависит от адаптации, размера знака, его формы и времени фиксации знака глазом [9 ].

Видимость (различимость) любого объекта

V = K/Kuop-

(5.6)

Зависимость порогового контраста

серийного 8 -сег-

ментного электролюминесцентного цифрового индикато­ ра заводского изготовления с высотой знака 40 мм от внешней освещенности при разных расстояниях наблю­ дения, приведенная на рис. 5.9, показывает, что поро­

говый

контраст

возрастает

 

 

 

 

с

увеличением

расстояния

 

 

 

 

наблюдения

и снижается с

 

 

 

 

увеличением

освещенности.

 

 

 

 

Последнее

обстоятельство

 

 

 

 

является одной

из

причин

 

 

 

 

сравнительно

медленного

 

 

 

 

роста видимости при умень­

10

20

30

40 Г,лк

шении

внешней

освещенно­

сти индикатора.

 

 

Рис. 5.9. Зависимость порого­

ка

Условия

видимости зна­

вого контраста от освещенно­

можно

характеризовать

сти (для цифры 8) при разных

непосредственно

контрастом

расстояниях

наблюдения L.

К.

Яркость

фона, а

следо­

 

 

 

 

вательно и контраст, зависят от внешней засветки и за­ светки, вызываемой ореолом [15]. Если обозначить кон­ траст знака и фона при отсутствии ореолов через Кь а при отсутствии внешней засветки через К2, то общий контраст, получаемый при суммарном действии обоих этих факторов,

K=KiK2l(Ki + K2).

(5.7)

Оценим контраст К при внешней освещенности / для ЭЛК, закрытого тонким пленочным фильтром. Яркость ЭЛК Язн зависит не только от напряжения и частоты возбуждения, но и от коэффициента отражения подлож­ ки (защитного слоя). Пренебрегая рассеянием в тонкой пленке люминофора, яркость

5 3H =5(l+pi)(l -рг)2тл+ Лфош

(5.8)-

где В — яркость электролюминесцентного слоя при на­ блюдении с направления, перпендикулярного слою; pi — коэффициент отражения подложки или металличе­ ского электрода; рг— коэффициент зеркального отра­ жения на поверхностях стеклянной пластины; тл — ин­

229



тегральное пропускание фильтра для люминесцентного излучения.

При диффузной внешней засветке яркость фона

£фон= (1/я) (р'А+ рг)/^ ,

(5.9)

где p'i — коэффициент диффузного отражения

ЭЛК

(при тонком электролюминесцентном слое p ' i ~ p i ) ; Тз —

интегральное пропускание фильтра для внешней за­ светки (эта величина берется в квадрате, так как внеш­ ний свет проходит сквозь фильтр дважды). Тогда кон­ траст знака при отсутствии ореолов

К

_ В (1 4~ Pi) (1 — Рг)2

(5.10;

1

(1/я)(Р» + Ра)/

Tg

Рассмотрим зависимость контраста Кг от ореолов

при отсутствии

внешней засветки.

Ореол возникает

из-за того, что не весь световой поток от знака сразу выходит наружу, а часть его отражается от наружной поверхности стеклянной пластины и попадает па поверх­ ность электролюминофора. Можно показать, что

■Кг— (Лзн—Лор)/В0р= [(1 +Pi)/pipop] 1,

(5.11)

где р0р — коэффициент, показывающий, какая часть све­ тового потока электролюминесценции отражается от пе­ редней грани стекла, образуя ореол.

Как показывает формула (5.10), увеличение контра­ ста Ki может быть достигнуто увеличением яркости лю­ минофора Вл, уменьшением внешней засветки / (что не всегда возможно), коэффициента отражения подложки pi или коэффициента отражения рг от поверхности стек­ ла и подбором светофильтра, имеющего большую вели-

Рис. 5.10. Зависимость различимости Опор цифры 8 от яркости све­ чения В цифры при разной освещенности индикатора. Расстояние наблюдения Z —12 м.

230

чину отношения тл/т23. Кро­

 

 

 

ме того, увеличение контра­

 

 

 

ста Ki может быть получено

 

 

 

рациональным

выбором

 

 

 

спектрального состава излу­

 

 

 

чения электролюминофора и

 

 

 

спектрального состава внеш­

 

 

 

ней засветки.

 

 

 

 

 

Увеличение яркости

зна­

 

 

 

ка и

применение светофиль­

 

 

 

тров не увеличивают ореоль-

 

 

 

ного

контраста

2 знака,

ю го

зо

w i,лк

так как ореол имеет тот

же

Рис. 5.11. Зависимость разли­

спектральный состав и

его

чимости 1>пор цифры 8 от осве­

яркость

строго

пропорцио­

щенности / цифры при разных

нальна яркости

знака. Оре-

расстояниях

наблюдения Z

ольный контраст может быть

(В = 20 кд/м2

(нт)).

увеличен,

например,

при

 

 

 

использовании в качестве основания ЭЛК нейтрального светофильтра, резко снижающего интенсивность много­ кратных отражений, а также уменьшением коэффициен­ та отражения подложки pi и коэффициента отражения от поверхности стекла р0 р. Увели­

чение Ki и /Сг приводит к увели­

 

 

 

 

 

чению контраста К [см.

(5.7)].

 

 

 

 

 

Приведенные на рис. 5.10—

 

 

 

 

 

5.12

зависимости иллюстрируют

 

 

 

 

 

характер

изменения

различимо­

 

 

 

 

 

сти с изменением яркости

знака

 

 

 

 

 

Вза освещенности в плоскости ин­

 

 

 

 

 

дикатора

I

и расстояния наблю­

 

 

 

 

 

дения Z для промышленных об­

 

 

 

 

 

разцов индикаторов,

в которых не

 

 

 

 

 

принято

специальных

мер

для

 

 

 

 

 

увеличения

контраста

изображе­

Рис.

5.12.

Зависимость

ния.

Видно,

что различимость ра­

различимости

цПор

циф­

стет с увеличением яркости свече­

ры 8

от расстояния

на­

блюдения

Z

(В =

ния знака и снижается с увеличе­

= 20

кд/м2

 

(нт);

/ =

нием освещенности и расстояния

 

=20

лк).

 

наблюдения.

Наиболее

критична

 

(угловому раз­

она

к изменению расстояния наблюдения

меру знака), менее чувствительна к освещенности инди­ катора. С увеличением яркости свечения знака до 20 нт наблюдается довольно интенсивней рост видимости, ко-

231


торьтй заметно уменьшается с дальнейшим увеличением яркости. Эти данные свидетельствуют о важности пра­ вильного выбора размеров знаков для обеспечения хо­ рошей видимости знаковой информации на индикатор­ ных устройствах.

Повышение контраста знаков может значительно улучшить их восприятие. Уменьшение коэффициента от­ ражения pi может в значительной степени увеличить контраст изображения. Расчетные кривые на рис. 5.13 показывают влияние коэффициента отражения ЭЛК на контраст знака. Расчет производился без учета ореолов

Рис. 5.13. Зависимость контра­

Рис. 5.14. Зависимость предель­

ста К от внешней освещенно­

ной внешней освещенности / от

сти / прй различных коэффи­

коэффициента отражения пане­

циентах отражения панели

pi

ли pi при постоянном контрасте

(5 = 30 кд/м2 (нт)).

 

Ki и 5 = 30 нт.

и влияния фильтра

по

 

формуле (5.10) (при р2 = 0 и

тл/т2 з= 1). Кривые /

(pi)

при постоянном Ki (см. рис. 5.14)

дают предельные значения освещенностей в зависимости от коэффициента отражения, при которых контраст не падает ниже заданной величины. Снижение зеркального отражения в знаковых индикаторах, уменьшающее ко­ эффициенты р2 и р0 р, кроме увеличения контраста К

[согласно формулам (5.11) и (5.10)], значительно умень­ шает блескость табло.

Из (5.10) следует, что контраст может быть увеличен правильным подбором светофильтра. Фильтр должен иметь максимум пропускания в области максимума из­ лучения люминофора. При подборе светофильтра следу­ ет стремиться к максимуму выражения

ъ / i = J В ( Я ) S U dX / { / ( Я ) Т 2т xd\,

( 5 . 1 2 )

2 3 2