Накальные индикаторы

Индикаторы этого типа является наиболее старыми и простыми [ I]. Световой поток в них создается за счет протекания тока через вольфрамовую нить и разогрева ее до белого каления. Спектр излучения очень широк, но сдвинут в красную область. Напряжение питания - единицы вольт, сила тока - десятки миллиампер. Световая эффективность ниже чем у СИД,. Такие индикаторы требуют вакуумирования в стеклянную колбу, чувствительны к ударам, вибрациям.

Определенный интерес представляют знаковые накальные инди­каторы, выполненные по тонкопленочной технологии (рис. 52). На

Рис. 52. Накальный пленочный индикатор: I - подложка из сапфира; 2 - толстая пленка вольфрама; 3 - тонкая пленка вольфрама.

сапфировую подложку напылена пленка вольфрама переменной толщины. Под тонкими участками вытравливают в сапфире прямоугольные "окошки". При пропускании тока через пленку тонкие участки ярко светятся, в то время как толстые нагреваются слабо, отдавая свое тепло подложке. Таким образом, становятся видимыми только тонкие участки пленки. Если им придать форму сегментов цифр, то можно получить сегментный накальный индикатор, подобный светодиодному. Применимость накальных индикаторов в современной МЭА относительно низкая.

Электролюминесцентные индикаторы

Электролюминесцентные индикаторы не требуют вакуумирования в стеклянную колбу, они могут иметь весьма большие размеры при невысокой стоимости. Структура такого индикатора показана на рис. 53.

Рис.53.Электролюминесцентный пленочный индикатор:I - стеклянная пластинка; 2 - прозрачный электрод;3 - зерна люминофора; 4 - непрозрачный зеркальный электрод; 5 - подложка.

Основным рабочим веществом служит пленка или слой порошка электролюминофора, то есть вещества, из лучащего свет при пропускании через него электрического тока. Обычно это ZnS различными легирующими добавками. Слой люминофора расположен между двумя прозрачными пластинами, на внутренние поверхности которых нанесены прозрачные электроды. При приложении напряжения слой люминофора между электродами светится.

Физические процессы, происходящие в индикаторах, можно пояснить с помощью зонной диаграммы (рис. 54), Электролюминофор ZnS представляет собой полупроводник с большой шириной запрещен­ной зоны. При помещении его в сильное электрическое поле границы

Рис.54. Зонная диаграмма люминесцентного индикатора: I - зона проводимости люми-нофора; 2 - валентная зона; 3 - уровень примеси.

зоны проводимости и валентной зоны становятся наклонными. Линия 3 в запрещенной зоне отображает уровень легирующей добавки, например, атомов меди. Стрелкой показано перемещение электрона из валент­ной зоны на этот уровень под дей­ствием сильного электрического поля. Когда поле исчезает или меняет свой знак, электрон возвращается в валентную зону и излучает квант энергии hυ .

В зависимости от материала легирующей добавки можно получать различную энергию квантов и различ­ный цвет излучения. Например, ZnS:Си дает синее и зеленое излучения; ZnS:Mn - желтое излу­чение. Световая эффективность люминесцентных индикаторов в пять -десять раз ниже, чем светодиодных, яркость излучения также невелика и составляет 20-30 кд/м². Для них требуется высокое переменное напряжение порядка 200 В, с частотой 400 Гц. Все это пока ограничивает применение люминесцентных индикаторов, хотя ведутся интенсивные работы по повышению эффективности и замене переменного напряжения постоянным.

Достоинством люминесцентных индикаторов является простота конструкции; их можно изготавливать по пленочной технологии на гибких основаниях, придавать им любую форму, любые размеры, практически все цвета. Отечественная промышленность выпускает несколько типов люминесцентных индикаторов, например: ИЭЛ-0-IV-сегментный цифровой, ИЭЛ-0- VII - мнемотический, ИЭЛ-Р-VI -раст­ровый двухцветный.