Светоклапанный индикатор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (») 547795

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 17.10.75 (21) 2181633i24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.02.77,Бюллетень ¹ 7 (15) Дата опубликования описания 02.06.77 (51) М. 1<л, (,06 К 15/18

Государственны и комитет

Совета Иинистрав СССР

Ilo делам иэооретеиий и открытий (З) - К 681.327 (088.8) (72) Авторы изобретения

E. В, Лихтман и Ч. Г, Постарнак (71) Заявитель (54) СВЕТОКЛАПАННЫЙ ИНДИКАГОР

Изобретение относится к технике визуаль ного отображения информации и может быть использовано, например, для экранов телевизоров, звуковизоров, видеотелефонов и осциллографов, светомузыкальных устройств, дисплеев в электронных вычислительных машинах, в индикаторных панелях, авиационной„ автомобильной промышленности и других областях науки и техники.

Известны светоклапанные устройства визуального отображения информации с матричной адресацией на жидких кристаллах, светодиодах, электрохромные устройства, использующие тонкие пленки соединений переходных металлов, коллоидных суспензий из дипольных молекул, суспензий, в которых наблюдается электрофорез, устройства отображения на переходе жидкость-пар(11 .

Известен светоклапанный индикатор, содержащий слой жидкости, помещенный между прозрачной лицевой панелью с матированной внутренней поверхностью и экраном f2)

В известном индикаторе на матированную поверхность нанесен прозрачный электрод.

Этот электрод изготавливается равномерно тонким (500 А), в результате чего он почти повторяет рельеф шероховатой поверхности. Шероховатая поверхность с электродом располагается в непосредственном контакте с прозрачной, легко испаряющейся жидкостью. Жидкость смачивает все выступы и углубления шероховатой поверхности и делает ее прозрачной. Оптимальный эффект достигается тогда, когда показатели переломления твердого тела, материала электрода и жидкости совпадают. В этом случае на шероховатой поверхности отсутствует рассеяние илн многократные отражения, поскольку твердое тело, электрод и

15 жидкость оптически однородны для падаюшего света. Жидкость, в свою очередь, ограничена непрозрачной стенкой.

Когда к электроду не подводится электрическая энергия (состоянпе "выключено), на20 блюдатель видит через стекло, электрод и жидкость зачерненный экран. Зля получения состояния "включено" на прозрачный электрод подается напряжение. Под действием электрического тока электрод нагревается, 25 и слой жидкости, контактирующий с элект847795 родом, испаряется. В результате у шероховатой поверхности образуется слой пара в виде пузырьков. Поскольку показатель преломления большинства парообразных веществ приблизительно равен показателю преломления воздуха, т. е. 1,0, наблюдатель видит светорассеиваюшую молочно-белую поверхность стекла. LIBBT воспроизводящей ячейки можно изменять электрическим способом от черного до белого. для состояния "выключено" подби-ц) раются и другие цвета окраской задней стенки жидкостной ячейки или жидкости в соответствующий цвет. Парожидкостная матричная панель составляется из множества подобных парожидкостных ячеек в различных д конструктивных исполнениях.

Недостатками таких светоклапанных панелей, выполненных на парожидкостных ячейках, являются большое время включения (образования пара), равное 1-10 мс и боль- р0 шое время выключения (конденсация пара), равное 10-100 мс, Целью изобретения является повышение .:>ыстродействия индикатора.

Для этого с другой стороны экрана расположена пьезоэлектрическая пластина,по обеим сторонам которой нанесены управляющие электроды.

Конструкция предлагаемого светоклапанного индикатора приведена на чертеже. 30

Он содержит прозрачную лицевую панель 1, внутренняя поверхность 2 которой выполнена матированной (шероховатой). Внутренняя поверхность 2 находится в непосредственном контакте с прозрачной жидкостью, которая,в свою очередь, ограничена пьезоэлектрической пластиной 3, повторяющей форму лицевой панели 1. На каждой из сторон пьезоэлектрической пластины 3 нанесены системы управляющих электро- 40 дов, состоящие из ряда параллельных узких чиний с минимальным шагом, на одной из сторон — вертикально (столбцы) 4-, на другой — горизонтально (строки) 5. На внутреннюю сторону пластины 3 поверх электро- 45 дов наносится защитное покрытие или прокладка в виде экрана 6 необходимого цвета, на внешнюю сторону пластины 3 наносится защитное покрытие 7, Наиболее подходящим прозрачным твер- 50 дым материалом для лицевой панели 1 является стекло благодаря его хорошим оптическим свойствам, механической и химической стойкости. Показатель преломления жидкости должен быть равен или близок пока- 55 зателю преломления стекла.

Пластина 3 выполнена из пьезоэлектрического материала, например пьезокерамики, обладающего хорошими пьезоэлектрическими параметрами, механической и химической60

4 стойкостью, тепловым коэффициентом расширения, равным или близким коэффициенту расширения материала лицевой пластины, чтобы исключить коробление панели в диапазоне температур окружающей среды. Толщина пьезоэлектрика выбирается из соображений получения механического резонанса на частоте управляющего сигнала.

Индикатор работает следующим образом.

Сигнал выборки подается на одни управляющие электроды индикатора, а видеосигнал ультразвуковой частоты, несущий информа-цию;на другие управляющие электроды. Выбор электродов строго опрелеляет выбор одного единственного элемента на их пересечении. В результате воздействия электрического сигнала на выбранный участок пьезоэлектрика 3 в последнем возбуждаются резонансные механические колебания, направление которых перпендикулярно плоскости выбранного участка пьезоэлектрика. Воздействуя на жидкость, механические колебания вызывают на этом участке образование большого количества вакуумных пузырьков, которые, в отличие от пузырьков пара, стремительно схлопываются (ультразвуковая кавитация) .

Количество и размеры пузырьков зависят от амплитуды и частоты видеосигнала, подаваемого на выбранные управляющие электрс ды. Поскольку показатель преломления вакуумных пузырьков равен показателю преломления воздуха, т, е. 1,0 то наблюдатель видит обычную светорассеивающую молочнс матовую поверхность стекла (режим рассеяния отраженного света). Когда к электродам не подается электрический сигнал и механические колебания пьезоэлемента отсутствуют, прозрачная жидкость смачивает все выступы и углубления шероховатой поверхности 2 и делает ее также прозрачной. При этом наблюдатель видит через прозрачные слои стекла 1 и жикдости 2 черную поверхность экрана 6.

Таким образом, белый цвет соответствует управляющему видеосигналу с достаточной амплитудой напряжения, позволяющему в достаточной мере "вспенить" выбранный участок жидкости. Изменяя амплитуду напряжения управляющего видеосигнала от нуля до максимального значения, можно получить различную степень плотности пузырьков в выбранном объеме жидкости, а следовательно, и рассеяния, т.е.различную градацию яркости (шкалу сероro) .

Формула изобретения

Светоклапанный индикатор, содержащий слой жидкости помещенный между прозрач847795

Составитель А. Воронина

Редактор Л. Сторчевая Техред Г. Родак Корректор В. Куприянов

Заказ 638/102 Тираж 902 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ной лицевой панелью с матированной внутрен-" ней поверхностью и экраном, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия индикатора, в нем с другой стороны экрана расположена пьезоэлектрическая пластина, по обеим сторонам которой нанесены управляющие электроды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Труды Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (ТИИЭР), Тематический выпуск т. 61, № 7, 1973 г.

"Новые материалы и устройства для систем отображении информации".

2. Труды Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (ТИИЭР), ц) т. 61, № 2, 1973.