Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) ( 20 ) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (125) (126) (127) (128) (129) (130) (131) (132) (133) (134) (135) (136) (137) (138) (139) (140) (141) (142) (143) (144) (145) (146) (147) (148) (149) (150) (151) (152) (153) (154) (155) (156) (157) (158) (159) (160) (161) (162) (163) (164) (165) (166) (167) (168) (169) (170) (171) (172) (173) (174) (175) (176) (177) (178) (179) (180) (181) (182) (183) (184) (185) (186) (187) (188) (189) (190) (191) (192) (193) (194) (20)

информации

Счетчик

Упрод/1йющий генератор

PacnpeSe/iume/ib тактовых имлдльсай

Рис. 5.7. Схема демультиплексного управления графическим полупроводниковым ЗСИ

К недостаткам ПП ЗСИ следует отнести: энергопотребление и высокую стоимость.

относительно высокое

5.5. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Развитие ПП ЗСИ, исходя из анализа более перспективных материалов и структур, а также тенденций развития СО, будет направлено на резкое снижение энергопотребления за счет дальнейшего поиска более эффективных полупроводниковых материалов и совершенствования технологии их изготовления; разработки более прогрессивных технологических приемов сборки и герметизации, а также разработки технологии изготовления более стойких кристаллов; создания базовой планарной технологии изготовления индикаторов на основе эпитак-сиальных структур и твердых растворов; создания базовой технологии изготовления индикаторов со встроенным управлением, в том числе многоцветных; использования исходных полупроводниковых материалов в виде пластин большой площади и с более высокими однородными свойствами; сокращения числа управляющих выводов к модулю экрана за счет структур с внутренней коммутацией; оптимизации схемотехнического управления матричными индикаторами, особенно с большим числом элементов.

В ближайшем будущем ПП ЗСИ по-прежнему остаются индикаторными приборами в основном индивидуального пользования. Для расширения областей применения ПП ЗСИ необходимо добиться снижения потребляемой мощности как минимум иа порядок, снизить хотя



бы на порядок стоимость элемента и общую стоимость с учетом схем управления. Последняя задача должна решаться в основном за счет автоматизации технологических процессов.

6. Электролюминесцентные знакосинтезирующие индикаторы

6.1. ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

в основу работы ЭЛИ положено явление предпробойной электролюминесценции Б кристаллофосфорах - кристаллических веществах, способных люминесцировать в видимой или ультрафиолетовой части спектра. Как известно, под люминесценцией понимается избыток излучения над тепловым излучением тела в данной спектральной области, если длительность излучаемых импульсов света значительно превышает период световых колебаний. Необходимым условием возбуждения люминесценпии является поглощение кристаллом энергии. По способу поглощения энергии различают фото-, катодо-, элекТро- и другие виды люминесценции. Механизм люминесценции везде один и тот же (см. рис. 2.!) и носит рекомбинационный характер. Различие заключается в том, каким способом поглощается кристаллом энергия.

Предпробойная электролюминесценция наблюдается в цинксуль-фидных порошковых электролюминофорах, расположенных вместе с диэлектриком между обкладками конденсатора в сильном электрическом поле. Впервые явление предпробойной электролюминесценции порошкообразного сульфида цинка в переменном электрическом поле было обнаружено в 1936 г. немецким ученым Дестрио.

Электролюмпнофоры являются полупроводниками с большой шириной запрещенной зоны. К объяснению явления предпробойной электролюминесценции применима зонная теория твердого тела.

В электролюминофорах, как правило, содержится определенное количество примесей, обеспечивающих образование в кристаллической решетке центров люминесценции. Эти примеси называют активаторами люминесценции и специально вводят при изготовлении злектролюмино-форов. Для увеличения КПД люминесценции в электролюминофор, кроме того, вводят и другие примеси - соактиваторы - для создания локальных зон с противоположным знаком, чем у локальных зон активаторов. В электролюмннофорах обычно также присутствуют посторонние примеси, создающие свои локальные зоны - ловушки, на которых может происходить безызлучательная рекомбинация, что снижает эффект люминесценции.

Для возникновения предпробойной электролюминесценции достаточно, чтобы сильное электрическое поле было сконцентрировано в небольшом объеме электролюминофора или на краю отдельного кристалла люминофора. Остальной объем кристалла служит балластным сопротивлением и не дает развиться пробою, защищая кристалл от разрушения. Так как сопротивление кристалла достаточно велико, на нем падает большая часть приложенного напряжения. Поэтому при изготовлении ЭЛИ слой электролюминофора стремятся сделать тонким, чтобы на балластном сопротивлении рассеивалась меньшая мощность, но достаточной толщины, чтобы не развивался пробой.

При приложении к кристаллу напряжения в нем образуется часть пространственного заряда (рис. 6.1), где напряженность поля наибольшая. Она уменьшается по мере проникновения поля внутрь кристалла.



1 ,2 3

1 + + + + + §+++++


Рис. 6.1. Распределение электрического поля в кристалле:

/ - аиод; 2 - область пространственного заряда; 3 - кристалл; 4 - катод, x - расстояние от катода; 9-плотность пространственного заряда, 8 - напряженность электрического поля; "ф - потенциальная энергия электронов

В области, где отсутствует пространственный заряд, напряженность поля намного меньше. Электроны, попадаюш:ие в область сильного поля, приобретают энергию, достаточную для ионизации центров люминесценции В результате ионизации образуются электроны и дырки, способные рекомбинировать, излучая при этом свет.

Предпробойная электролюминесценция может происходить при возбуждении кристаллов электролюминофора как постоянным, так и переменным электрическим полем. Наибольшее распространение получили ЭЛИ, возбуждаемые переменным полем, создаваемым переменным напряжением

При приложении к электролюмниофору переменного синусоидального напряжения (рис. 6 2) в течение одного полупериода заряды расходятся к соответствующим электродам, а в течение другого движутся в обратном направлении, рекомбинируя друг с другом. Часть электронов и дырок, ие успевших прорекомбинировать, а также вновь образовавшиеся свободные носители заряда расходятся к противоположным электродам. Таким образом, в течение каждого полупериода происходит излучательиая рекомбинация, т. е. за период возникают два излучения. На рис. 6.3,а-д схематически представлены процессы, происходящие в кристалле соогветственно в моменты времени -h (см рис. 6.2).

В момент времени ti (рис. 6.3,а) напряжение, приложенное к обкладкам электролюминесцечтного конденсатора, еще невелико, но в левой части кристалла (у отрицательного электрода) уже начинает формироваться пространственный заряд за счет высвобождения электронов из донорной области и перемещения их к положительному электроду. Новые же электроны в эту область пе поступают, так как кристалл отделен от электродов диэлектриком. По мере увеличения напряжения расширяется область пространственного заряда и увеличивается напряженность в ближайшей к отрицательному электроду области кристалла. Заряд начинает проникать в слой диэлектрика.

В момент времени /г (рис. 6.3,6) напряженность электрического поля в кристалле достигает достаточно большого значения и начинается проникновение в кристалл электронов извне. Прошедшие через по-

Рис. 6 2. Приложенное к кристаллу напряжение

верхностный потенциальный барьер электроны разгоняются в сильном электрическом поле и вызывают ионизацию центров электролюминесценции.

С уменьшением приложенного напряжения растет напряженность поля поляризационного заряда у положительного электрода. В момент



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) ( 20 ) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (125) (126) (127) (128) (129) (130) (131) (132) (133) (134) (135) (136) (137) (138) (139) (140) (141) (142) (143) (144) (145) (146) (147) (148) (149) (150) (151) (152) (153) (154) (155) (156) (157) (158) (159) (160) (161) (162) (163) (164) (165) (166) (167) (168) (169) (170) (171) (172) (173) (174) (175) (176) (177) (178) (179) (180) (181) (182) (183) (184) (185) (186) (187) (188) (189) (190) (191) (192) (193) (194)