К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 186
Текст из файла (страница 186)
Преимущества матричных ПОИ следующие: малые Габаритные размеры и масса; быстрое развитие микросхемотехники, упрощенное устройство управления; появление новых разновидностей. Области применения ЭЛТ и матричных ПОИ следующие: для телевцдения, Где малые забфитные размерй) не являэпся решающим факшром и необходимы малая с2оимость и высокая технологичность ПОИ, в основном применяют ЭЛТ; в больших вычислительных коыплексах используют дисплеи повьппенной чезкостн, для которых нет необходимости в малых габаритах. В этой области ЭЛТ имеют преимущества перед матричными ПОИ, чепсость которых ниже; в осциллотр афин применяют только ЭЛТ; матричные ПОИ в основном используют в мало2абарнтных персональньж компьютерах, в которых применение ЭЛТ невозможно вследствие нх больших габаритов.
Существует тенденция уменьшения Габаритов ЭВМ и роста ларка персональных компьютеров, поэтому растет потребносп в матричных ПОИ. Намечается быстрый рост выпуска матричных ПОИ при сохранении массовото производства ЭЛТ дпи телевядеши ЗГ осцвшозрафни. 6.2.2. КОНСТРУКЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ злкктэолшминесцкнтных индиклтоэов Электролюминесценция (ЭЛ) возникает вследствие непосредственного преобразовыпи энергии электрического поля в световую. Различают инжекционную электролюминесценцию, которая возникает вследствие излучательной рекомбинации носителей заряда разного знака в 22-л-переходе, смещенном в прямом направлении приложением постоянното напряжения (на этом эффекте основаны светодиоды и полупроводниковые лазеры) и предпробойную элехтролюминесценцию (ПЭЛ), когда рабочее вещесзво изолИровано от металлических контактов и свечение возникает в зиакопеременном элехтричесхом лоле.
Предпробойная элекГролюмннесценцня представляет собой излучательную рекомбинацню в широкозонных полупроводниках; ее возникновение связано с процессами ударной ионизацни в обратносмешенных тетеропереходах. Наиболее яркая ПЭЛ наблюдается у поли- кристаллических порошков сульфида цинка, легированных медью (Хлб - Сц), в которых в виде линейных проводящих включений форь2«руется фаза Сцтб. На рис. 6.2.1, а показана зоннал схема отдельного зерна злектролюминофора, на рис. 6.2.1, б, е - схемы штеропереходов Хп$- Сц28 при отсутствии внешнего напряжения и при обратном смещении.
При достаточно большой разности потенциалов 62р дно зоны проводимости Хлб опускается ниже верхнето края валелтной зоны Сазе и возникает возможносп туннельното проникновения электронов из Спту в Улб в направлении положительного полюса (показано стрелками на рис. 6.2.1, в). Эта схема ноясняет, каким образом Сцзб может слузапь источником разтоняемых полем элехтр оно в. Как и другие разновидности люминесценции, ПЭЛ имеет сидни возбужцения, переноса возбужденното состояния и излучения.
Для возбуждения ПЭЛ необходима концентрация поля в локальных участках зерна электро- люминофора. Основным механизмом передачи энертии электрического поля центрам свечения (ионам Сп) яюшется ударная ионизация центров "горячими" электронами. Сотласно общепринятой двухстадийной модели ПЭЛ процессы возбуждения и излучательной рекомбинации рашелены пространственно и во времвни.
ЯЯ28 Рве. 6.2Л. Зэааме схемы гезеээяарехэла Сааб - Еаб: а - атясаьлегс зерна элехтрсзюмяцофора; б - тетероперехева в стсугстеяс внешнего элехтрячесхогс поля; е — тетероперехояа прн сбршяом смещении (отряцшельнмй пстелцязз ла позулрсвсдляке р-тлпа) конструкция и ткхнология изготовлвния инликдторов в = Вэ р~-0! Ю], 6.2.1. Харвюмриетнки ЭЛК Ряс. 6.2.2. Схема ЭЛК: 1 - стехланнаа пластина; 2 - текопреволящаа прозрачная пленка; 3 - пленка Сг; 4- пленка 141; 5- медный провод, присоединенный вайасй к М!; 6- ЭЛ-слой (веввкрвстааам элехтреаюминсфсра, распределенные в свюующем); 1- странахяцвй и заюнпшй слой (переюек Ватрнг в связующем); 8- ЬГ-пяенха В электролюминесцентных источниках света (ЭЛИС) используются ЭЛ-слои, состоящие из частиц поликристаллического порошкового электрошомииофора, распределенных в полимерном связующем (лак на оонове эпоксидной смолы или цианэтющеллюлозы).
Такие слои могут быль сформированы на большой площади пульверизацией или сепипрафией. ЭЛ-слой, расположенный между двумя плоскими электродами, предстаюшет собой электр олюминесцентньгй конденсатор (ЭЛК) (рис. 6.2.2). Для вывода излучении нз ЭЛК один из электродов выполнен в виде прозрачной токопроводящей пленки оксида олова или индия, нанесенной на стеюинную подловасу.
Яркость в ЭЛК зависит от приложенного напрюкения ( Ц: где йо и Ь - константы при фиксированной частоте возбуждающего напряжения. В диапазоне звуковых частот 50 — 1000 Гц зависимость яркости от Частоты гшнейная, а при более высоких частотах - сублинейная. Цвет свечения ЭЛК определяется активатором основы ЭЛ-слоя. Характеристики ЭЛК при различных частотах возбуждения представлены в табл. 6.2.1. Первая технологическая операшш изготовления ЭЛК и любого ЭЛ-устройстаа заюпочается в формировании сплошного прозрачного электрода на стеклянной подножке методом аэрозольного распыления или ВЧ- магнетронного распыления.
Вторая операция- нанесение металлической пленки по периферии подложки. Далее проводат формирование контактных площадок фотолитографией. На прозрачный электрод наносят ЭЛ-слой толщиной 40 — 50 мкм, полимеризацию которого (лля отверждения связки) проводят вьгдервасой при температуре 110 - 130 'С в течение 2 — 3-х ч. На ЭЛ-слой наносят слой толщиной 20 40 мкм, совмещающий фушсции защитного и отражающего покрытия, в качестве наполнителя которого обычно используют порошок титаната бария, а в качестве связки - высокополярный полимер (например, лак ВС-530). Верхним электродом служит сплошная пленка юпомнния, нанесенная вакуумным испарением.
После припайки выводов к контактным плошддквм производят герметизацию триплексованием и парафинированием стыков между подложкой и покровным стеклом. В связи с простотой технологии изготовления и малым потреблением электроэнергии ЭЛ-изделий иа основе порошковых элекгролюминофоров для ПЭЛ нашли нирокое применение в технике. ЭЛИС со свеппцейся надписью "Выход" применяется в качестве аварийно-сигнального указателя выхода из помещений массового пользования (кинозалы, театры, концертные залы, цирки и т.п.). Надпись различается на расстоянии 30 м.
При питании от электросети 220 В, 50 Гц ЭЛИС потребляет мощность не более 0,1 Вт. При замене лампы накаливания минимальной мощности 15 Вт на ЭЛИС и при круглосуточной эксплуатации ЭЛИС в течение года экономия электроэнерпги составляет 132 кВт-ч. При установке 100 000 таких светильников (годовая потребность зрительных залов) годовая зкономия составшет 13 млн. кВт-ч. Кроме того, при массовом применении ЭЛИС, которые дают чисто емкостную ншрузку, уменьшается соз ~р электростанций, и в этом случае отпадает необходимость создания громоздких блоков-зданий из конденсаторных батарей, хоторые обычно строят вблизи электроподстанций для уменьшения соз <р.
Глава 6.7. ИНДИКАТОРЫ ЭЛИС "Выход" характеризуегся "холодным" свечением, высокой долговечностью, пожаробезопасностью, отсутствием внезапных отказов. ЭЛИС размером 300 х 300 мм с желтым излучением и оранжевым пленочным фильтром используется в качестве ЭЛ-фотофонарей для неактиннчного освещения рабочих мест, в которых производягся изготовление и обработка кинофотоматериалов. По сравнению со стандартным фотофонарем - софитом с лампой накаливания — ЭЛ-фотофонарь более компактен, при работе не разогревается, потребляет значительно меньшую мощность (не более 0,5 Вт). Благодаря своему спектру излучения ЭЛ-фотофонарь не оказывает вредного влияния на глаза при длительном работе, что обеспечивает возможносп снижения риска профессиональных глазных заболеваний.
ЭЛИС в составе портативного электро- копировального прибора применяют для снятия фотокопий с документов, а также используют для подсветки клавишных сетевых выключателей, подсветки дисковых номеронабирателей телефонных аппаратов и т.п. ЗЛ-слой наносится иэ суспензии, состоящей из порошкового электролюминофора и легкоплавкого стекла, которое оплавляется при температуре 600 — 620 'С. Второй, полупрозрачный, электрод состоит из пленки диоксида олова, нанесенной аэрозольным напылением. Разработаны гибкие ЭЛИС толщиной 0,25 мм, имеющие срок службы 10 000 ч при яркости 15 кл/мз. Многоцветные ЭЛИС с фиксированной символьно-графической информацией (ЗЛ-мнемосхемы) применюогся на пультах управления атомных электростанций. Большое распространение ЭЛ-индикаторы многих типов на основе ПЗЛ получили в ракетнокосмической технике в качестве элементов систем отображения информации.
Для замены рентгеновской пленки в промышленной дефектоскопии был разработан ренпэночувствнтельный двухслойный ЭЛ- экран с запоминанием изобрюкения. На стеклянную подложку последовательно нанесены прозрачная пленка КпОт (1-й электрод), ЭЛ- слой, управляющий слой на основе оксида цинка и пленка алюминия (2-й электрод). В качестве защитного покрытия использована лавсановая пленка. Подготовка экрана х работе производится нагревом его до 110 'С в течение 0,5 ч, при этом яркость экрана при подаче на электроды сетевого напрюкения 220 В, 50 Гц составляет десятые доли кд/мз. При размещении какого-либо объекта со стороны второго электрода и экспонировании его рентгеном на экране создается скрытое полутоновое изображение просвечиваемого объекта. Прн расстоянии от антнхатода рентгеновской трубки 0,5 м, напряжении иа трубке 70 кВ и силе тока 2 мА при экспозиции 30 с яркость экрана в зеленом спектре состаюшет не менее 5 кл/мз, минимальная разрешающая способность три пары линий на миллиметр.
Для визуализации рентгеновского изображения обтекгв необходимо включип экран в сепь причем эта операщш может быль повторена неоднократно, поскольку время сохранения изображения составляет несколько суток. При прогреве экрана в течение 30 - 40 мин при температуре 110 'С изображение стирается и экран готов для записи другого рентгеновского изобрюкения. Несмотря на высокую внутреннюю эффекгивность, максимально достижимые значения яркости порошковых злектролюминофоров недостаточны длл создания индикаторов дисплейного типа с большой информационной емкостью, поэтому следуюшнм шагом в развитии ЗЛ-техвики было появление высоко- ярких и стабильных тонкопленочных электролюминесцентных структур (ТПЗЛС).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
