К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 187
Текст из файла (страница 187)
Первые тонкопленочные элехтролю мино форы (нли сублнматлюминофоры) имели максимальную яркосп до 150 кл/мз при частоте 50 Гц и сроке службы до 10 000 ч. При таком уровне яркости оказалась вполне возможной реализация на плоском экране. В отличие от жидкокристаллических индикаторов ТПЗЛ- индикаторы (ТПЭЛИ) предстаювпот информацию не в пассивной, а в активной форме и поэтому не нуждаются в специальной подсветке. Не нуждаются они и в подо!реве, поскольку функционируют при низких температурах (до - 60'С). В отличие от электронно-лучевых трубок ТПЗЛИ намного контактнее и легче. Отсутствие мерцаний и большая экономичность отличают нх от газо- разрядных индикаторов.
Для ТПЭЛИ характерны высокое быстродействие (малая инерционность) и большой угол считывания информации. По сравнению с индикаторами у ннх выше разрешающая способность (до 16 пар линий на! мм). Эргономическая экспертиза на международном уровне пришла к заключению, что в перспективе в качестве полноспю приспособленного для человеческого глаза персонального компьютера более всего подходит ТПЗЛ- дисплей (ТПЭЛД). В своем развитии ЭЛ-техника прошла несколько стадий.
В 1977 г, началась разработка серийной технологии изготовления ТПЗЛС и проведена разработка ГгГ-канальнъш высоховольтных МДП (металл-диэлектрик-полупроводник) — интегральных схем. В 1983 г. начато серийное производство ТПЭЛД, а также разработаны р-канальные высоковольтные МДП ИС и р-и-симметричные схемы управления, в 1986 г. начюгось производспю ТПЗЛД большой ллопшди с числом элементов конструкция и твхнологил изготовления индиклторов 597 1 5 4 3 2 640 х 480, а с 1989 г. производятся ТПЭЛД с полутоновым изображением и высокоинформзтиэные дисплеи с числом элементов 1024 х 800. Конструкция средней части ТПЭЛД показана на рис.
6.2.3. На оистеме параллельных прозрачных полосковых электродов (иэ пленки 1цзоз . 8п) последовательно раополохены: пленка диэлектрика (одиночная или составная), активный слой, вторая диэлектрическая пленка и система полосковых электродов из алюминия, ортотонапьных прозрачным электродам. Для повышения контраста перед вторым электродом часто вводится светопоглощаюший слой. Все слои рааполохены на стеклянной штастине толщиной 1,5 - 2 мм; суммарная толщина активного слои и двух диэлектрических слоев состаюшет около 1 мкм. Формирование изображения на экране ТПЭЛД происходит при возбуждении отдельных элементов разнополярныыи импульсами на строках и столбцах. При этом используется принцип построчного сканирования и широтно-импульсная модуляция видеосигнала, подаваемото на столбцы матрицы с помощью схемы адресации.
Наиболее эффективные и яркие ТПЭЛС те, у которых активный слой имеет основу Хпв и акппытор - Мп. Цвет излучения — желто-орюцкевый, янтарный с макоимумом спектра при длине волны 582 - 585 нм. Слой ХпБ должен быль летирован донорами и акцепторами и хорошо скомпенсирован. Диэлектрические слои должны обладать способностью удерживать поляризационные заряды на грани Рве. 6.2.3.
Сревюи часть ТПЭЛЛ (без аервфервввай мепсювзацвв, кеатаатвых ввеавлэк в ебэаавзюиах аатаравьаых схем): 1 — стекляныи подложка; 3- токолреведэщее прозрачнее покрытие, выпсэиевцсе в виде параллельных певссек шириной 0,2 - 0,3 мкм с промежутками 0,08 - 0,15 мкм; 3- первый составной диэлектрический слей; 4- ЭЛ-свой; 5- второй составной Виэвехтрическвй М(;б- р ру щй й; 7- апомициевач цхеиаа в виде тонких полосок, ертетолаэьвых цохееава цервоте электрола; б - защитное стекло; 9- кремцийортамвчесхач жалкость ФМ-1; 10 - эпексиацый компаунд; 11- лацраехение прозрачных электродов цах с акпшным слоем. Процесс возбуждения свечения в ТПЭЛС включает следующие стадии (рис.
6.2.4): 1) высвобохдение носиюлей заряда (электронов) с приграничных состояний посредством туннельной эмиссии; 2) баллистическое ускорение электронов в элексрической поле; 3) ударное возбуждение "п>рячими" электронами центров свечения; 4) нзлучатепьная релаксация активных цезпров; 5) переход носителей в приграничные состояния или состояния в объеме активного слоя. Кроме тото, возможны процессы ионизации основы и глубоких центров, что влечет за собой образование объемного заряда и искривление зон вблизи катода. Механизм ЭЛ характеризуется двумя полевыми порогами: полевым порогом туянелирования Е,, значение которого зависит от распределензш притраничных состояний и от количества захваченного зраницей заряда, и поротом Еы характеризующим процесс ускорения без потерь с разменом на фононы.
Если носители туннелируют при Е„меньшем, чем Еь, необходимом для беспрепятственного бюцшстическото ускорения, зффевхивность снижается (долхио выполняться условие Е, > Еб). д Рве. 6.2.4. Зэвваа схема ТПЭЛС: а - основные процессы, цреисховащме лел действием поля; 1 - зуицевировалие электронов из уровней на тревиле раздела эктавмето и хяззектрвческото слоев; 3- бахаистаческсе ускорение электролав; 3- ударное всзбузщелие Мв-центров; 4- ионизация тлубекях центров; 5- цецжзацвя решены; б - захват электронов уревцзмв ца прстявсцеаожной границе раздела; Я - Каэхектрвк; Э вЂ” электрод; б — искривление зон в результате ебразовзцвя ебъеылоте лахожатеаьмоге заряда Глава 6.2 ИНДИКАТОРЫ 1.
Химическая обработка (очистка подложки) 3. Нанесение периферийной метаялизации 2. Нанесение пленки 1п203 . '8п 4. Формирование по- лооковых щюзрачных электродов и контакт- ных площадок 5. Нанесение 1-го составного диэлекгричеокого слоя 6. Нанесение активного слоя 8.
Нанесение контрастирующего покрытия (иыользуется в ТПЭЛД дзя бортовых систем) 9. Формирование полосковых электродов из пленки А1, ортогональных прозрачным электродам 7. Нанесение 2-го диэлектрического составного слоя 11. Тренировка, изме- рение параметров 12. Многоконтакгные соединения 10. Герметизация 14. Сборка комплек- снроваиного устройст- ва (модуля) 13. Монтаж схемы управления 15. Измерение пара- метров Раз.
6.2.5. Струатурооо осело тезвоаогаческого вроиеесо шготоозеаво ТПЭЛД Эквивалентная схема ТПЭЛС может быль представлена в виде последовательного соединения емкостей Ся (емкости диэлектрических слоев) и С (емкости активного слоя), причем Со зашунтиро вана двуьш стабишпро нами, включенными навстречу друг другу.
Активный слой ТПЗЛС содержит минимум три зоньь параметры которых долкны быль оптимизированы: внутренний эффективный катод; зону разгона носителей заряда до энергии свыше 2,3 эВ (ширина этой зоны порядка 30 нм) и зону "мишени", которая должна быль легирована, поскольку яркость ЭЛ несет концентрационный максимум.
При захвате нооителей заряда объемнъпги иви приграничными состояниями происходит образование поляризационного поля, которое нейтрализует внешнее поле, а при перемене полярности складывается с внешним полем. При однополярных импульсах свечения не наблюдается. Структурны схема технологического процесса изготовления ТПЭЛД похазана на рис. 6.2.5. Стеклянную подложку обрабатывают ультразвуком в смеси растворителей, а затем производат сушку в парах фреона. Токо- проводящее покрытие на слеюю наносят методами термического испарения (1пзОз), прямоточного реактивного распыления, магиегронного распыления, химического вакуумного осаждения (1пзОз . 8п), Вч-распыления (С02$пОо), аэрозольного распьшення на горячую подложку (8пО2: 8Ь).
Для матрицы о большим разрешением (высокоинформагивный дисплей) минимальное поверхностное сопротивление прозрачного электрола должно быль не более 5,5 Ом на квадрат. Периферийную металлизацию наносят обычно вакуумным осювдением двухслойного покрыпи Сг -Х1. Формирование полосковых электродов и контактных площадок производят фотолитографией. Из диэлектрических материалов и их композиций наиболее подходящими по своим свойствам дяя ТПЭЛС является сочетание оксинитрида кремния (ЯО„Х„) с тонким подслоем оксида кремнии (ЯО2).
Толщина пленки ЯОз 0,05 - 0,1 мкм, пленки ЯО„Х„- 0,25- 0,35 мкм, обе пленки наносят в ВЧ-плазме, содержащей пары кислорода или смеси кислорода с азотом, используя в качестве мишени кремниевую пластину. На диэлектрические слои наносят активный аюй. При использовании в качестве основы ХпБ наиболее яркое желто-орискевое свечение получают, активизируя Уп$ марганцем, наиболее яркое зеленое - используя ТЬРз, и наиболее яркое красное - 8пгРз. Активные слои Хпб: Мп наносят электронно-лучевым испарением, и наилучшие результаты обеспечивает использование двух незавиоимых источников (ХпБ и Мп). Этот метод позволяет получать равномерное и контролируемое распределение активатора (Мп) в основе (Улй).
ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ 599 Отжиг активного слоя в вакууме при температуре 400 - 500 'С в течение нескольких часов улучшает электрофизические и оптические свойства слоя. Для нанесения слоя ХпБ; Мп используют метод послойной атомной эпятаксии. Этот метод обеспечивает высокую степень кристаллической упорядоченности слоя и при этом отпадает необходимость в межоперационом отжиге.
В серийном производстве ТПЭЛД используется метод вакуумного химического осаждения слоев из металяоорганических соединений. Активные слои Хлб: ТЬРз зеленого цвета свечения наносят методом ВЧ- магнетронного распыленэш. Уровень яркости зеленой ЭЛ, досппаемый в этом случае, достаточен для создания полноцветного дисплея. Но для разработки высокоярких ТПЭЛС красного и синего цветов излучения в качестве ооновы акпшного слоя используют широкозониые сульфиды щелочно-земельных металлов (Ва$, Саб, 315) с редкоземельными активаторами (Еп, Се). При формировании пленок из этих соединений требуется поддерживать темперазуру подложки достаточно высокой (не ниже 600 'С). В качестве основы активного слоя используется соединение 32Оа254 акпшированное редкоземельными элементами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
