Самохвалов М.К. Элементы и устройства оптоэлектроники (2003) (1095923), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Однако зависимость яркости от условий возбуждения может приводить к изменению соответствующегонапряжения, поэтому определяемая таким образом величина порогового напряжения применима для оценки светотехнических свойств. Для анализа электрических характеристик более корректным является определение порогового напряжения с помощью измерений заряда или мощности.Величина порогового напряжения определяет минимальное рабочее напряжение тонкопленочных светоизлучающих приборов.
Несмотря на то, что увеличивая емкость диэлектрических слоев и уменьшая толщину люминофора, удается получать структуры с пороговым напряжением 40-60 В, для излучателей,применяемых в индикаторных устройствах с высокой надежностью, его величина составляет обычно более 100 В.
Одной из задач разработчиков тонкопленочных электролюминесцентных индикаторов является снижение рабочего напряжения для уменьшения потребляемой устройством электрической мощности. Величина максимальной яркости тонкоплёночных электролюминесцентныхизлучателей зависит как от свойств люминофора и конструктивных параметровсветоизлучающей структуры, так и от условий возбуждения. С увеличениемприложенного напряжения для вольт-яркостных характеристик наблюдается насыщение яркости. С ростом частоты возбуждающего напряжения насыщениепроисходит при меньших значениях напряжения и величина максимальной яркости возрастает. Значение максимальной яркости излучения для тонкоплёночных конденсаторов на основе сульфида цинка, легированного марганцем, достигает 3,4*104 кд/м2. Средняя яркость свечения электролюминесцентного конденсатора B связана с величиной рассеиваемой в люминофоре электрическоймощности P следующим соотношением: B = η*BO*P/(BO+η*P), где η и Вo - максимальные значения светоотдачи и яркости для данного люминофора.Цвет свечения тонкоплёночных электролюминесцентных источников излучения, так же как у порошковых излучателей зависит от материала основы люминофора, природы и концентрации активаторов, условий возбуждения электролюминесценции.
При выборе активаторной примеси желательно, чтобы она образовывала центры свечения, излучающие в видимом диапазоне, обладающиевысокой эффективностью свечения, хорошо растворяющиеся в материале основы и изовалентные или нейтральные по отношению к основному веществу.Лучшими спектральными характеристиками обладают излучатели, в которых вкачестве люминофора использован сульфид цинка, кальция или стронция, легированный марганцем или фторидами редкоземельных элементов, где люминесценция носит внутрицентровой характер.Кинетические характеристики для яркости излучения определяются скоростями возбуждения и спада люминесценции. Время нарастания свечения обуславливается скоростью возбуждения активаторов, которая зависит от интенсивности вынуждающего сигнала - плотности тока и напряжённости поля и составляет от 1-2 до 10-20 мкс.
Длительность спада излучения определяется временем релаксации активаторов из возбуждённого состояния, излучательных и86безизлучательных, которое зависит от типа активатора, его концентрации, наличия других примесей и структурных дефектов. При относительно малых концентрациях примеси спад носит экспоненциальный характер, постоянная времени для разных активаторов имеет значение от 50 мкс до 1,3 мс.Эффективность процессов преобразования электрической энергии в световоеизлучение характеризуется коэффициентом светоотдачи тонкоплёночного электролюминесцентного излучателя, определяемого как отношение излучаемогосветового потока к потребляемой активной мощности.
Для электролюминесцентных конденсаторов на основе сульфида цинка, легированного марганцем,этот параметр может достигать значений η ≈ 10÷12 лм/Вт. Величина светоотдачи зависит от состава и толщины плёнки люминофора, параметров диэлектрических слоёв, амплитуды, частоты и формы возбуждающего напряжения.Тонкопленочные электролюминесцентные индикаторы обладают высокимизначениями функциональных параметров и высокой надежностью.
Впервыепредставленные в 1974 году фирмой "Sharp" промышленные тонкопленочныеэлектролюминесцентные экраны имели наработку на отказ около 20 000 часов,современные плоские индикаторы имеют долговечность свыше 100 000 часов.Кроме указанной конструкции разработаны и исследованы другие типы источников излучения, имеющих меньшее число диэлектрических слоев. К достоинствам индикаторных устройств таких типов относятся, как правило, меньшиезначения управляющего напряжения, а к недостаткам - более низкая яркость исветоотдача, меньшая надежность. Поэтому тонкопленочные светоизлучающиеустройства, в которых люминесцентный слой не изолирован от обоих электродов, не нашли широкого практического применения.Для обеспечения надежности функционирования и увеличения долговечности тонкопленочных электролюминесцентных индикаторов необходима их тщательная герметизация. Герметизация конструкций индикаторных устройствосуществляется чаще всего следующими способами.
В первом варианте используются вакуумноплотные стеклянные корпуса, заполненные инертным газомили диэлектрической жидкостью. Во втором варианте слой герметика наноситсянепосредственно на поверхность тонкопленочной структуры. Второй вариантгерметизации имеет несомненные преимущества, заключающиеся в более простом технологическом процессе герметизации, возможности одновременногоиспользования герметика в качестве контрастного слоя, лучших массогабаритных показателях герметизированного индикатора, устойчивости к механическим воздействиям.
Для герметизации тонкопленочных электролюминесцентных индикаторов применяются различные неорганические и органические материалы, чаще всего кремнийорганические, смолы, лаки, клеи, масла и компаунды.Область светящегося поля индикатора определяется размерами, формой ивзаимным расположением верхних и нижних электродов, свечение люминофоравозникает в местах пересечения этих электродов в плоскости поверхности индикаторов. В зависимости от формы и расположения светоизлучающих элементов различают мнемонические, знаковые, шкальные и матричные индикаторы.87Мнемонические индикаторные устройства показывают светящиеся фигурыпростой или сложной формы.
Знаковые индикаторы высвечивают различныебуквы, цифры и другие символы. Шкальные индикаторы обычно используютсяв измерительных приборах для непрерывной регистрации уровня сигнала. Матричные индикаторные устройства являются наиболее сложными и позволяютотображать самую различную информацию. Наиболее высокие требованияпредъявляются к матричным индикаторам большого формата или экранам,предназначенным для отображения динамической информации на статистическом фоне.Для получения пленок в многослойных электролюминесцентных структурахприменяются методы, используемые в тонкопленочной технологии. Особенностью применяемых технологий получения слоев являются жесткие требованияк однородности и структурному состоянию тонких пленок.
Высокие требованияк однородности слоев обуславливаются необходимостью получения индикаторов как малой, так и большой площади (до 1 м2). Необходимость обеспеченияравномерной яркости свечения всех элементов индикаторных устройств требуетполучения пленок одинаковой толщины с равномерным по площади распределением активаторной примеси. Для получения свечения высокой яркости необходимо получение люминесцентных слоев поликристаллической структуры сразмером кристаллитов, соответствующим толщине пленок.
Формирование поликристаллической структуры и размер зерен определяется условиями осаждения и последующей термообработки слоев. Указанные особенности ограничивают круг методов, которыми можно наносить люминесцентные и другие пленки для многослойных индикаторов.Применяемые методы нанесения тонких пленок люминофора можно разделить на три группы: вакуумное напыление, химическое осаждение и ионноплазменное напыление.Жидкокристаллические индикаторыЖидкокристаллические индикаторы относятся к оптоэлектронным индикаторам с пассивным растром, в которых используются электрооптические и термооптические эффекты.В индикаторах используются в основном нематические жидкие кристаллы,которые имеют следующие особенности.1. Межмолекулярные взаимодействия слабы, поэтому структура жидкости(характер взаимной ориентации молекул) может легко изменяться под влиянием внешних воздействий.2. Вязкость незначительна, переориентация происходит достаточно быстро.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
