Исследование путей повышения эксплуатационных характеристик матричных экранов на основе электролюминофоров постоянного тока тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ



OA

: ГОСЗДйРСТВЕШИ КОМИТЕТ

РОСШСКОП ФЕДЕРАЦИИ ПО BÖCSEHU 0БР<Ш0ВШ18

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУЛПРСТВЕНИНП ТЕХНИЧЕСКИМ УНИВЕРСИТЕТ

На правах pgucuuc« 1'ДК

СПУТИЕ» йХНЕТ БЛГЛЭДННбВНЧ

ИССЛЕДОМНИЕ ПОТЕП ПОВЫШЕНИЯ ЗКСПЛУПТЙЦйОНИаЯ XfsPfäKTE-PKCTÜií ЙАТРНЧПНХ ЭКРАНОВ «ft /СНОПЕ ЭЛЕНРбШШЮгбРОВ ПбСТОЯШОГО ТОКА

02.00.04 - фязпческая хкашя

J

Лвторефэрат

ппсссртация на соискание ученой степени кандидата тохпкчеспкх надп

ставроп"1ь - 1334

Работа выполнена на кафедре "Материалы в коиноиентн твердотельной электроники" Ставропольского государственного технического университете

Паучкай руководитель: доктор хтшчееккх иави, профессор.

акадегик академии технологических паук РФ Синельников &.И.

О^пцкалыше оппоненты: доктор химических наук, профессор,

Налыгян П.Л.

о

кандидат фпзнко-иатеиатмчееккх паук Андреев Л.И.

Ведущая организация: AOÛT "ШИНОФОР"

О

о

- Зацкта состоится 1994 года па эаседаяки специализированного совета Д084.11.01 по физической Екаии в Ставропольское государственно» технической университете: 355030, Ставрополь, пр. Кулакова. 2, зал заседали, 2 атах в "-ÎS-" ч. "_" или. 0

о

о

С диссертацией иомо ознакомиться в библиотеке СтГТЗ.

о

Автореферат разослан "_£-" jÎISU^hL 19$ г.

о

Учений секретарь специализированного совета-

кандидат химических наук, доцеит /* Седларова В.Д.

Ру- •

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. В связи с автоматизацией процессов про-

< I

иэвсдетва и управления, развитием средств обработки чнфораа-ции требуется создание нових приборов для вывода лиформауяи.

Электронно-лучевые трубки (3/1Т), удовлетворявшие предъяв-лязкнм требованная к информационной еш:ости. разрешений, контрасту и стоимости, з ряде случаев не могут быть использозани из-за громоздкости, хрупкости, высокой потребляемой ыипности.

В настоящее время рядом Фирм достигнут заметно успехи в разработке и серийном выпуске жидкокристаллических, злектро-лшшеецзнтьых и газоразрядних индикаторов, не'уступавиих по информационным параметрам ЗЛТ и при меньших объеме и потребляемой ноциости имеющих лучвив механические показатели.

Наиболее перспективними из всех известних приборов оперативной индикации являются электролЕминесцентние индикатори .

' (ЭЛИ) на основе поровковых яЕминофоров типа 2п5:Си,Нп-Сих5, возбуадаеиме постоянным напряжением. Однако эти приборы не находят вирокого применения на' практике из-за низкой стабильности, Зто связано с тем,что ЗЛИ являэтеа весьма слоеным для исследования объектом, в котором тесно переплетаются и взаи-

с,

аодействувт физические и химические процесса.

й связи с этим исследование путей повннения эксплуатационных характеристик ЭЛИ, возбуядаемых постоянным электрическим полем является чрезвычайно актуальна.

Цель работы: разработка технологии изготовленг , способов герметизации и реаимов эксплуатации электролиминесцеитннх матричных «кранов, обладающих высокой яркостья, стабильность» и

о

ьонтрастностьв.

Для достнвения поставленной цели реяены следившие задачи: о

изучен» основние особенности технологии изготовления ЗЛИ, возбувдаеиих постояшшм полей; рассмотрены требования, предъявляете к изготовлении электролшлшесцентного слоя (ЗйС) и его герметизации от воздействия влаги и кислорода воздуха; исследовани влияние состава газовой среди, теипера-турц, связующего и грзисостава электрод,хинофора на процессы фэриовки н деградацниЭЛИ; разработана технология изготовление ЗЛИ к создан твердотельный матричный экран, возбцгдаеицй постоянный электрическим нолем.

Научная новизна. Изучен» физические и технологические закономерности процесса форцовки и старения ЗЛИ при различных температурах, газообразных средах и величинах постоянного напряжения в импульсном • и стационарной реяииах возбувденил. Предлохеиа топология изготовления и герметизации рабочих слоев ЗЛИ. Изучены влияние связующего, грансостава яшшюфора, предварительной термообработки и состава газовой среды из эксплуатационные параметры индикаторов (яркость/стабильность и потрэбляеиая иодпость). Предлошш модели процессов формовки и старения ЭЛИ. • .

Практическая ценность. На основании проведении* исследований и получениях результатов разработан типовой технологический процесс изготовления ЗЛС. Предлсгена модели процессов Формовки и старения ЗЛИ, на основе которых предлагаются технологические реиения,.значительно повывавшие яркость, стабильность и контрастность приборов. Разработан оптимальный типовой технологический процесс изготпбхсййя злектро-^янинес-центнцх матричних экранов <Ш) на основе поровковых двиипо-форов типа для ьи^ца цифровой и графической

И1гормации: /

Из защиту шшосятса; физические и технологические паконо-изрности образования гчсокооыпого барьера в ЗЛИ; сшичесние и териологические закономерности процессоз старения ЗЛИ;модель-ня-с подставления процессов фориоаки и старения ЭЛИ; технология получения ЗЛС для ЗЛИ; технология геркэтизации ЗЛИ от гэздв&епша влаги и кисязрода воздуха; способ ослабления Фо-ircподсветки (язлен:«е "креста"); оптииальнне реяима и ус-лппи.ч уормовкн и гкеплуатлщш ЗЛИ; технология изготовления тзердотелы/их матричных ¿кранов (Ш),воз6уядаеа:/к постояншш злсктрнчесгаа пояем.

{&рзб»ция работ». Рвэдомати диссертационной работа докла-дкззлись: на р-эсекреп««?. заседаниях секции электродвуанесцсн-iSHti Научного Совета АН СССР "Лвцинссценцня и ргзпитио ее при-в народном хозяйстве"; на коррекциях по итогам научно-исследовательской работи профессорско-преподавательского состава Ставропольского политехнического института; т .вестом Всесавзкзи, седьмом Всесоюзной и перпои к'ездународнои соое-¡га:газх "Физика, хвдш и технология люминофоров" с

Кублккаци:«. Результаты исследований опубликована а 12 научай* работах, в тон числе з тезисах 3 докладов,одней статьи,

* О

а таяяе иазли отражение в двух научнах отчетах по хозяйствен-икя договорам,внполнзании по заказам Минрадиопроаа и зарегистрированный во Ш!ТНЦентре (номера регистрации 0083320. 00969 32).

Структура и объем работи. Диссертация состоит из введение, пяти глав, заключения, списка использованиях источников и прилсЕЗкиа. Работа изложена на 1?2 страницах, содераит 59 ри-сункоз и 6 таблиц. Библиографический список состоит из Iб9 наименований.

б

СОДЕРМНИЕ РйБОТИ

Во введении обоснована актуальность проблемы исследования, сформулирована цель работы .кратко изложено содержание диссертации и перечислен!! основные пояокеииа, вкносяине из зацяту.

В пергой главк проведен обзор райот, посвзиенннх совренен-нии представлениям процессов электрической формовки л старения ЭЛИ, возбрдаемия постояшшм и переиеиния сэлектричсмш полем. Рассмотрен« физические и технологические основа процессов формовки и старения, проведен анализ факторов,влилгщкх на эти процессы. Содеряится обоснование ностановки задачи исследования.

Со второй главе описан объект исследования, методики и установки для изготовления ЗЛИ постоянного Йка и изучения их электрофизических и светотехнических характеристик. Для измерения злетролвиннесценции использовался фотометр постоянных излучений (ФПЧ), при необходимости сигнал, пропорциональный яркости, подавался на осциллограф С1-93^ цифровой измерительный прибор ил« самописец. Знергетическув эффективность (*?) и световуа отдачу (Е) рассчитывали по формулам соответственно:

7 -- (кВ/ЗУ)х100И (1) Е = ВБ/Ли (2)

-1 ' ь

где к - 7,9x10 иБт м /кД; В - яркость ЗЛИ: 5 - плоцадь стечения: 311 - мощность.

о

Поскольку ЭЛЯ- система динамическая, то еле пРлучек;;я адекватной информации использовалась схема установки (РисЛ). позволяювая максимально уменьшить время нэцтрзншг параметров: напряаения, плотности тока и яркости, о '.

БАХ, ВЯХ и ЛЯХ ЭЛИ исследовали, подовая соответс вувиме сигнала на входи X и У осциллографа,не отклачая ЗЛИ от источника питать. При исследовании работы ЗЛИ в реиинах гистози-

?

иого тока и напряжения исп'ользоьСлся прецизионный источник постоянного напряжения (Рис.2).

Рис.1. Схеиа установка для исследования электрольшинесцент-них характеристик ЗЛИ: 1-ЗШ1; 2-зталонннй резистор г датчик тока): 3-ФПЧ; 4,4'-дел1!тель из эталонных резисторов (датчик напряжений); 5-УВТ-21-75; 5', 5' '-9СТ-45-73: б-комь'цгатор ¿-налоговых сигналов; Р-ЛЦП; 8

зви.

с

Рис.2. Прецизионный источник постоянного то^а.

Третья глава посвящена физическим и технологическим закономерностям ^ образования высокоокного барьера "в злектролпми-нофорах постоянного тока (ЗЛПП). Исследовано влияние ренинов и ааплитдди возбугдавнего напряаснмя, предварительной терцо-обработки и газовой среди па процесс формовки ЗЛИ.

Изучение влияния налряаения на процесс электрической формовки индикаторов, позволило подтвердить образова..лв високо-

оыниго барьера как результат электро- и термодиффузии ионов ♦

меди чЩ. в обьеи зерна с последующим разрывов сплошности иун-

С

тируюцей фазы сульфида меди (С'.)*$). Причем, этот процесс су-

в

честпснно зависит как от амплитуда, так и от реяииа кслоу*. •.■:-ния Эйй.

Из анализа результьтьз ахнлпгудиой зависимости прпеглп и тока ЗШ получена крнвке (Рнс.З.'?/, характер нзненашш ко-торнх противоречит сзчествиккей теории. Действитгяьне, согласно теории увеличение Оф. долгие привести к росту скорости

о

образования внеокеовньто бартера и,следовательно, 1; росту дикости индикатора. Бидиио, наряду с этиа ииевт аосто пронесен, протекамвие из границе раздела саз П0СС0£ иолиорганоевл-ссснвнокса!!) - 2п5:йп (обцслсвяешшг условиями з облает;; уе*-ду 5пОаи с ростом фориувлвго напряжения.» рказ'таядае

существенное г> чаяние но зяектроолтические параметр« ЭШ1.

Кроне того, засисниость БШ согласно теории додана бать линейной Ст.к. Но гкснгрсиеиталыше да?!н«с (Рис.']} из-

казизавт, суйлинеЛиук зависимость яркости от топа. Насщггшс, оидино, говорит о тон, что: 1) ииепт место прсцесси, гшипше которая падагт с укеньпением Цф.: 2) нс.'лнеАкая эввисг.г.ость говорит о тек. »¡то после прохождения процесса (орио&ни щюте-каьт ече какие-то процессы 1; тем активное, чей болы? нг.иря-Есиие формовки. Для объяснения этих процессе» рззработаю не-0,6

»л;

0,2

Рис.3.Зависимость яркости (Б) Гис.Зависимость сркостк (8) от сорвцгщего напряаения (I)). от тока (3).

дель процесса форновки реального 'ЗЛИ, включающая в себя как динамическув модель образования барьера, так и одновременно протекавшие чооцессн деградации контакта SnOa-' ZnS:Hn. Протеканий эти,< процессов в облает» нввди Sn02 и Zn:rfn ияяас-трирцстся дзшиаи рисунка Ь (1,2),

В результате дрейфа Cut в напрвлении поля иараиенность в сбгзстк Oapbipa с новнаениек U рзстпт следовательно,увеличивается значения '? и Е. ¡1 то se »ревя дальнейшее повиоеиив иаг«р8»ск;!Л вклочагт деградациониые процесса на границе Sn02-ZnS:Kn, i''-'еоцие более сильную полевуя зависимость. Эта модель имеет право на сур.ествсЕакие в случае динамического характера приро^ц карьера.

Подтаерадениеи динаиичасиого характера природ« барьера явила«, данние исследования влияния Ity. на нагрев ЗЛИ (Рис.6)

Ш,В

■ЗДО. Pi:c. 5. Зависимость эт „гетичес-кой эффективности и евето-еой отдачи (Е) от .чапряаения в процессе старения соответственно: 1,2 - непрерывный рее'-/ ^ возбувдения; 3, 4 - импульсний реаии возбувдения.(Ти.=20 икс,

О02

% 4,3

to

4,7 Si

Р f = 350 Гц).

Увеличение Цф. ускоряет процесс роста сопротивления и. как следствие, уменьшает тик через ЭЛИ, что в конечнойссчете способствует уменьшения рассеиваемой мощности на ЗЛС,

7$

со •

н,

iO

U,b

40 _50

го

_jo

а

J / 2

г1

И,Б

40

Рис.6.Зависимость нагрева ЗЛИ

•от значения формующего напря-

о

жения: 1 - непрерывный реви« возбуждения: 2 - импульсный рели возбуждения. (Ти. = 20 икс, f = 350 Гц).

Действительно, считая, что количество энергии, которая рассеивается на этапе формовки

: Т = Const и^ТГфор.. (3)

где Тфор. - время формовки, и учитывая, что результирующий поток ионов меди

Aid»'/ dTD = D*C-E - D-(dC /dx), (4)

где D-коэффициент здектродиффузии; D-коэффициент термог.иффу-зии; С - концентрация ионов меди в ZnS:Hn: Е - напряженность внеянего электрического поля,

после некоторых преобразований получим следующее вырахсние: Т фор. = Const С ft-U - С 1)г ) (5)

Очевидно, что расчетная зависимость Т форлЧф.) (Рис.?), полученная из анализа (5), находится в хоровем согласии с аналогичной экспериментальной зависимостью (Рис.6).

С точки зрения энергетики наиболее вашим является вторая половина ломаной (Рис.5(1,2)).которая в рамках динамики барьера объясняется недостаточно полно. Видимо, наряду со стяги-впмием барьера в направлении электрического поля и росюм 7

ti

и £ ЗЛИ имеют место более активные процессы, которне, по всей видимости, протекают в области между анодом (SnO¿ и катодам С ZnS :Мп) и оказывают существенное влияние на х( ¿¡актер изменении *) и Е от U в процессе старения ЗЛИ. Исследована физики этих процессов, изложенные в главе 4, раскрыли иеханизм раз-рувения контакта Sn02- ZnS:Mn. Основызаясь на полученннх результатах, разработана оптимальная технология формовки ТИЗ.

На базе разработанной модели и данных зксперинента предложена формовка ЗЛИ импульсныы напряяением. Возбуждение ЗЛИ имлульпшм напряжением позволило снизить взаимное влияние на процесс формовки напряжения и температуры, хотя характер canoro процесса для обоих реаи&ов одинаков, за исключением времени формовки и нагрева ЗЛИ (Рис. 5(3,4), Sí2)J. Стабильность, излучения ЭЛИ увеличивается, что можно объяснить тем. что при импульсном режиме формовки изделия формуется в более

О 0,2 0,4 0,6 0,8

Рис.?. Расчетная зависимость нагрева ЗЛИ от зна-«

чения формующего напряжения (от.ед.).

чадячем режиме и выход из строя числа частиц, участвувцих ь лиминсценции, уменьшается,а также улучиением условий для разгона и размножения носителей из-за более высокой амплитуда импульсных напряжений.

В то же вреиа данное наблюдений поперечного разреза ЭЛИ в оптическом микроскопе (при 200-400-кратном увеличении) пока-

зивавт, что аирина сформированной (светящейся) зон;! зависит от амплитуды напряжения, формовки. Действительно, ка этапе формовки в ЭЛС рассеиыется значительная ноцность (1-2 Вт/ сн1), визизавчаа локальной нагрев приаподиой части слоя -~'5Л0"С и виве. Следовательно,вполне вероятно сиеченис !шсо-воокной зона (р-п перехода) век дальво от анода (Бп'-У вглубь ЗЛС, что з своя очередь будет влиять на злектрионтич^ские параметры ЗЛИ (Рис.8). Эти),; и объясняется, влдимо, различие в опенках доли толцмш, преходящейся на внсойооинцй барььр, а такзе влияние условий проведения процесса фораозки на яркость к стабильность ЭЛИ. Наблюдения показывают,что нагольная аирина гчетяцейся области (для данного типа люминофора) поиходится на диапазон напряжений 15-20 В, что хорово согласуется с данными рисунка 0.

Изучено влияние газообразной среди в процессе форы«:;»! на

2 4 5 3 д

тл^р

«я»»* , •

^ЧЧ;

о

о

'1

Рис.8.Положение вагокоэмногс-барьера в зависимости ст условий электрическое форко&кь: 1 - подлома; 2 - Ьг,дг", I -- диэ.октрик; 4 - знсокоомньй

барьер: Ь - 0

? - Й1.

начальную яркость и стабильность ЭЛИ, из которих сл^дчет, что формовку 3ЛИ необходимо проводить в контролируя»^. ^ газопой среде (в вакууме, Пг, Кг).

Таким образок, предложенная виве модель формовки, а такие

иилцченные экспериментальные данные позволили сделать следующие выводы:

- толцина сфоранрованлпго слоя зависит от амплитуды Uq>.;

- в процессе формовки необходимо создание области локальных температур а слое, близлежащем, к SnQ2 во избегаете смецения барьера вглубь ЭЛС и роста сопоотивления омической части слоя;

- подборой peamia формовки и газовой среди ноано добиться значительного увеличения яркости, стабильности, зиергс-тпчесjioil эффективности и светоотдачи ЗЛИ.

В четвертой гласе рассмотрены и исследосэнм Физические и технологические закономерности процессов с зрения ЭЛИ постоянного тока. На базе данных эксперимента (глаза 3), а так«е наблюдения и практики предлояена модель процесса старений, основанная на полевой эат .ии носителей в меяфазной области (т.е. SnO.(ahofl) и ZnS:Мп (катод)) поверхностей полупроводника, в результате значительного увеличения полей квантзво-меяазическоп прозрачности для носителей поверхностного по-теч1улльнсгз óapospa. Из этого следует, что ЭЛС необходимо рассматривать как матрицу острнй для автоз«шссим, радиус за-k¡w*«4ks йоторих соответствует гра'нсоставу ЗЛПП, дисперги-pcsñHii'iro в связуицеа диэлектрике (Рис.9). Зяектронноанкро-см.тесхие исследования чиста:'! поверхности Sn02 показывает, ■;то проводящее пекратие представляет, как. й овидплось, поли-крйсталличвсяуг поверхность с ааакером звряи прякврио от 20 до ¿00 на (Рис.'Ю).

Такиа образом, SnOs (анид> mosüo ni дстапить нал »чтрицу остркй радиусом заксугл?!!ия ~!(Ы00 нм, ко!.гактирувщуз через ПОСЗ с аналогичной систеньл острий Zi¡i:Xr. (катод) (Рис.9)

*

• »*>

1-" Л.

'v

-1

• , , V

Рис.9. Поперечний разрез МИ постоянного тока. I—й4;¿-Си*>; 3-2п5:Ка:4т«икропрооой сья?^ вщего дизлектрика;5-110ГЛ!; 6--$г>02;?- подложа.

■>ис.10 Злектронномикроско-пический снимок поверхности 5пОг (х 40000).

с радиусов кривизны от 0,1 до 3 мка, что в 10-50 раз больше радиуса кривизн« острий анода.

Расстояние 1 мевду 5пОг (анодом) и первым слоем частиц электролвминофора (катодом) (Рис.11) составляет~5-50 ни (1- функция от концентрации ПОССО). следовательно, при напряжениях порядка нескольких вольт направенность злетрического по> ' 4

ля Е в пленке связующего весьма высока и иовет достигать 10 -- 10 В/см и более. Высокая напрякеаность в слое с.вззувцего и рост температуры в процессе формовки (Рис.6) приводит к локальному тепловому микрапппбгз связующего,т.е. его разрушению (образованию сквозных отверстий или проплавленив его по каналу) (Рис.9(4)). Следовательно, поено ппедгишшигь, чте^данная гистема работает подобно ионному проектору. Атомы (молекулы) газа, заполнявшие внутренний объем ,-чвозных отверстий и кана-лоз,ионизуется в сильном электрическом поле вблизи повер:;нос-

Рис.11.Схема поперечного разреза ЭЛИ (идеализированный случай). 1-лодложна: 2-5п02; 3-П0СС0; 4-2п5:Мп; 5-барь-ер; б-Си^; 7—А1. ё-диакетр зерна люминофора, г-радиус. 1- расстояние между 5пОг и :Мп, Ь- расстояние неяду центрами острий частиц люминофора.

ти острий,отдавая им свои электрона. Возникавшие при этом положительные ионы приобретают под действием поля ускорение и устремляются к катоду С"п^; бомбардируя его поверхность.

В определенный момент времени после подачи напряжения данннй процесс моает вызвать относительно быстрое падение потенциала вблизи катода (2п5:Мп). обусловленное избытком положительных ионов, образующих положительный пространственный заряд и, как следствие.экранирующий катод. В пределе электронный ток будет

о

определяйся динамическим равновесием процессов объемной ионизации и объемной рекомбинации. Этот процесс, по видимому, я является доминирув^ей причиной, определявшей характер изменения кривых яркости и тока во времени (Рис. 12). Видно, что элехтрпнняй ток и яркость ЗЛИ с уменьшением давления до 0,1 мм рт.ст. увеличивается, что объясняется ростом ионного тока при повнвении давления окруиаючей среды.. Обнаружено сглаживание материала анода с ростом напряжения, что.видимо,связано с ростом напряженности с у и «г ,штсти острий и, как следствие.

нолевнм испарением материала анода. Последнее оказывает существенное слияние на начальную яркость и стабильность ЗЛИ.

Рис.12.Изменение тока (3) и ар-60 кости С В) ЗЛИ во времени (ГС) при различных давлениях окружающей среди:1,2-яркость и ток при атмосферном давлении соот-

___________________ О

¿4о т т

ветственно;3,4-яркость и ток в -t

вакууае НО торр). U - Const = = 50 G.

Аналогичные процессы имеыт место и на катоде (2nS:Hn) при оолге высоких напряжениях, на аноде. По мере повыиения напря-квнаа на аноде интенсифицируется процесс электронной эмиссии из катода. Ь результате возникает катодное падение, создаваемое отрицательных пространственный зарядом (избыток электронов ),что ограничивает эмиссии и препятствует дальяейнеку уве-«ичонск пространственного заряда.

Действительно, пели анод находится на расстоянии 1 от ьер-ешга острия частицы люминофора радиусов закруглений г (Рис. И) и имеет потыциал U.to величина напряженности электрического полз вблизи верашш острия,находящегося в матрице аналогичных полупроводниковых острий высотой и расстоянием между центрами h, ыовет бнть определена \\ъ .следившего выравения: Е = .0.36 £ С U / г) (h / 1)1 (6)

Приняв диаметр зерна люминофора d = 2 мни, 1 = 5' нм и К = - 200 В, получим из (6), что Е'=■ 2,9 х 108В/са. Очевидно, что при таких полях возможна эииссия не толькс однозарядных, но и двухзарядных ионов (при этом не учитывалась неоднородность

самой поверхности острия,что кзк правило, кисет место). Рент-гено?аэоянн анализ иоворхкости 5г.0г длительнее

пт^и." в качестве анода в ЗЛ:.{ показал.' что на поверхности образовалась пленка скисч цшгка (2п0).

Т»ек«я образен, из вирдяения (б) я предхояешюй модел« процесса старения 3;5Я по врска длительной раОотн следует,что для яо!!1!'зкг.я стабильности здектрооптичег.::1.)?. характеристик тгут й«т ь 'использован» слелувхке способа:

- осупестплечнс рокрнсталлизациочкнй прзцсссои пссрсдетгс" отя«гд с целья с.чкаения дефектов поверхности эерпэ 2пЗ: • И:», кенцентркрупчнх сильинс здетричзскиз поля;

- ганснен;*с расстояния 1 «сяду 5пОа н 2.15:1!п (Рис.П);

- изагиеипе радиуса мривязггз зерна 2п5:Нп путей иэаскеикя грансостава ЗЛИЛ;

- кзхгнзнне условий из .ранние раздела 5г5 02-ПЗСС0-ЕиБ; Ип,

Язяенснис радиуса кривчзк:! путей взагмгпия грапсостава ЗЛ ПП ишивает сузестпс;::то ¡глняип.э па яркость » стабильности ЗЛИ, Установлено,что крупная ер-акциз икса? бялес пнезкуя ста-бндънесть при меньшей яркости излучения, а мелкая - иаоСорот. чта праткзоречит сумстпувчгид якеьия. Дейстгителыю, кггшь-в-эа яркость ЗЛЯ, изготовленная т основе велкой фракция, значит гзъиэ ваае.чеа з ЗйН.нзготсэлежшх из ссксвв крдгагоЯ <?ргж-цяк. Очевидна,это объясняется значительна бохьеяя числе* »истин лхигпофора, прияодяцихся па сливши плезади а дчяствгдоях з зшшсиэиции. Рост рззяера зерен, ссгеетвеаяо, привадят к дистдегод числа мзипесцирупких частни.а значит - к деегьвв-яркости излучения.

"егдлогенкая гиаз лодели достаточно пойм объзешгет более'

о

высокий стабильность индикаторов, изготовлешшх на основе крупной Фракции. Кроме того, из выражения. (6) следует, что дальнейшее увеличении разиера частиц не долено приводить к сескьетственноиу росту излучения ЗЛИ. т.е. зависимость стабильности свечей;« от размера зерен ¡шест точку максимума. Анализ акснерикентальннх дашшх подтверждает правильность этого вывода.

6 результате скстематического исследования влияния саязую-.

<^

цого на яркость и стабильность ЗЛИ быюрушш, что иаклучиин ксь'ядексон свойств обладает связцвцее иаркк К-42 (олигокетид-фсиилсилсесквиоксан) из класса ПОССО. Использование К—12 в сравнения с дрцгиии типами связующего дало вознокность укень-кить концентраций без потери неханичвевих свойств ЭПС, что ссоййпно ва?но при создании цатричинх экранов, где требуется операций скралбиройания. Упали напряжение и ток формовки до 4.0 - 20 Б и 120 - 80 мй соответственно. В 1,5-2 раза возросла стайкгьносгь ЗЛИ. Лроведена работа и по оптимизации концентрации связующего в ЭАС.

Изучение влияния предварительной термообработки на процессы старения ЗЛИ показало, что данная операция является одной из наиболее вашшх в технологии создания злектролаыинесцент-(ш устройств. Нстановлено, что терноосработку надо проводить при теылературе 60-100°С. Дальнейший рост температурц оказывает отрицательное воздействие г;а злектроолтические характеристики индикатора.

Пятая глава посвящена оптимизации технологии изготовления твердотельных матричных зкрипив. Разработана технология изготовления ЗЛС. Данные испытаний плазали,1 что наилучшим комплексом СВОЙС1В обладают слои, полученные велкографией пр" од-

повременном воздействии на слой вакуума ИО'торр) и вибрации. Изготовленные с поморья этой но годики слои 'имели не только Г;о-лее высокую яркость, но и стабильность-.

Электрошюникроскопнчоитпе исследовании ночззали, что при этом.резко спивается число дефектов в слое электролгсншюстра (пор, тревнн, каналов и т.д.) и повивается плотность упаковки в .слое.

Установлено, что сильное влияние на адгезионную прочность оказывают реологические характеристики адгезиза (слоя), т.к. при формировании ЭЛС на чероховатых поверхностях 5п0, и зорен элеитролажшефора возмояно образование дефектов (неполное заполнение углублений на поверхности 5п02 и 2^5:Нп, образование тречин и пор, возникновение внутренних напряжений и т.д. ^которые впоследствии приводят к ослаблении и рззруяения адгезг;-опногс взаимодействия и к снижении стабильности излучения ЭЛС, особенно на этапах формовки и "быстрого" старения ЗЛИ.. С учетам хикрореологических процессов, происходяц'-зх на поверхности ■субстрата, адгезионную прочность «окно записать о следапцеи виде:

(Р-ТГ/ А) ехр [(оКР) + Е1Л) / (СК-Тр - Е) / Й-ТЮ). (?) где Р,Т\Тр и Тр-давление, время, температура контакта и температура при разрушении адгезионной связи соответственно; Ы(Рикция.учитываадая изменение давления при Формировании адгезионного взаимодействия; Е-энергия вязкого течения япдко-го адгознра; Еи- каяудаяса энергия активации при определении адгезионной прочности от У до и/= 0.

Варазение (7) указывает на значите/-чее в.*п:вние фактора температуры на реологические характеристики (ЕДГк другие зе-личигч,входящие в ?), котори , в свои очередь оказывает силь-

нос влияние на 1»/. Эисперияеиталыте дашше подтвердили правильность vuseii3J!vicniioro. Так лучине результаты по яркости, плы-гр.ччиыйй и иехалической прочности били лолуче;ш при ссо-аьцешш иетодик (подогрев адгсзива и сцЗстрата при одновре-UüüioK действии ьнйрацки и условиях Еакууиа).

Разработана технология гериетизацьн ТМЗ с приигнсннсц са-ifusji¿í>t»í! isatepii s¡ предлоге« с качестве гсртика силиконовая клей - гьркетт; "Гсриесил". Устаиогдеио. что данная методика бозсодязт: 1) дведкчять яркость. *} к í ЗЛИ; 2) повисить стабильность излучение ЗЛИ за счет снишшя теплового дара на ЗйС но ярека фору mm. a результате непосредственного контакта геркстииа с лвинввсчирдациа катериалов: 3) увеличить адектри-чшще г. кешически» прочность. ,

íta осносаш;;; г;россдеилих исследований преддоиена методика, з^ачительне скшшв&ая «аленна "креста" ¡¡утек $о[шировашш ва-сойоскнсго барьера ь ЭДС в промегуткех иезду презргчшгкм еяешродшш из Sn04. Показало, что аналогична« образок ííoeho ¡'.зеллрэпать друг о» друга элемента инеассхека,

БВВО/Ш

.. Предловеиа модель процесса форкош: реального ЭЛИ (индикатора), ссзб'лдаеиогс постоянных эхеитричешде полем: а) биспериаентальяо подтверждено образование динавкчссиого расоковимого барьера в п*?у,яьгате электро- к териеднффуз.чи ненов недн С ut в объем кристалла лшжиофора и их дальнейшего дрейфа в электрическом поле к его отрицательно ?-арявен-ной поверхности;

5) показано, что при ооркоаке ЗЛИ наряду с образованней к исток барьера одновременно протекает процессы разр1 *енв8

л21

коитакта 5пОа- гп5:Нп;

в) на основе разработанной подели показали и экспериментально подтверадиш различия в процессах форао'лш ЗЛИ импульсного и постоянного напряаения. Предловени различные технологии процессов формовки для разних типов изделий.

2. Изучен аехашш продвижения високоониого барьера вглуб1 ЗЛС ко второму,третьему и т.д. ряду зерен алектролюнинофо-ра. Показано,что появление этого процесса снижает значение яркости,энергетической эффективности и световой отдачи ЗЛИ постоянного тока.

3. Предловаг йодель процесса старения, рассматривающая рабо-чуа область ЗЛИ как мультигетероструктуру типа - 5п02- ПОС СО - гпЗ:Мп - Си*Б. Показано, что доминирующий роль с процессах старения индикаторов ка основе ЗЙПП нгравт процесса, обусловленные полевой змиссией в области раздела фаз $п02 (анод) - ПОССО - г^-Ип (катод).

4. Изучено влияние грансостава ЭЛПП на яркость и стабильность

с

ЗЛИ . Показано,что зависимость стабильности работы индикаторов от грансостава имеет точку максимума,что хороко согласуется с предяоаенной "полевой" иодельи процесса старения ЗЛИ постоянного тока.

5. Разработана технология изготовления ТМЭ, позволявшая повц-"1 сить стабильность изделий в 2-3 раза, увеличить энергетическую эффективность в 1,5-2 раза н снизить явление "креста" путем формирования высокоомного барьера в ЗЛО в проме-В'тках между .прозрачннми электродами из двуокиси олова.

Результаты диссертации опубликована в следующих '"работах: .

1. Синельников Б.Ч..Саутиев А.Б.,Роыас Е.Г. "Перспективы производства прошшенних электролишинесцентних ыатричннх экранов, возбуадаеьшх униполярними импульсами": В сб.Материалы XUII1 конференции по итогам научно-исследовательской работы проф.-препод, состава,Ставрополь,СтПИ.1989,с.92.

2. Синельников Б.й..Ронас Е.Г..Саутиев А.G."Способ изготовления электроляаинесцентных изделий постоянного тока".В сб.;

0UI Всесоюзное совещание."Физика,химия и технология люминофоров". Тез. док..ч.П.Ставрополь,1989,с.32.

3. Синельников Б.И.,Роиас Е.Г..Саутиев А.Б."Разработка технологических путей оптимизации свойств злектролюнинофоров". В сб.; Тез. док. к расширенному заседании секции электролюминесценции Научного Совета по люминесценции АН СССР. Вильнюс,1989,с.48.

4. Синельников Б.Н..Иванова Е.М.,Иойбаева И.А,,Ромас Е.Г.,Са- -утиев А.Б."Применение электрофоретического осахдения в обработке ренииов нанесения электролюнннесцентного слоя". Т. докл.:2-я региональная конференция "Химики Северного Has-каза народному хозяйству".Грозный,1989.

5. Синельников Б.Н.,Роыас Е.Г..Саутиев (1.Б, ."Исследование кинетики токопрохогдения и образования объемного заряда в лвиинофорах постоянного тока". Тез, докл.: Всесоазная конференция "Электроника органических иатериалов (ЗД0РМЙ-90)" пос. Доибай, 1990,с.22.

6. Синельников Б.й.,Саутиев A.D.,Ромас Е.Г.,Каргин H.H.."Способ изготовления излучателей на основа ЭЛПП". Тез.^докл.: "Всесовзная конференция "Электроника органических материалов (ЭЛОРМй-90)". пос.Дойбай,с ,4а.

? Синельниксв б.й.,Саутиев Й.Б.,Карпш H.H.,Иойбаева И.А..

"Твердотельная панель на основе ЗППП с повывениой стабиль-ностьа". Тез. докл.: Uli Всесоюзное-I Нездународное сове-' дание "Физика, химия и технология люминофоров",Ставрополь, 1992,с.218.

8. Синельников б.Й.,Саутиев А.Б.,Каргин 11.И.."Влияние технологических факторов на эксплцатационние характеристики ЗЛИ" Тез. докл.: УП-Всесовзное-I йеадаиарорчое совещание "Физика, хиния и технология лвиинофоров". Ставрополь,1992,с.27?.

9. Синельников Б.М..Саутиёв А.Б.,Каргин H.H.. "Злектролюшшес-центная панель на основе норовков постоянного тока с нова- ; венной стабильность!»". В сб.: "Энергетика,электроника, . электротехника". Материала конференции по итога» научно-нс-ледовательской работа проф.-препод, состава. Ставрополь, СтПИ, 1992, с. 28.

Ю.Синельников Б.И..Саутиев f),с!. .Морозов Е.Г.,Каргйи H.H.. "Роль технологических факторов при создании электролшш-несцёнтннх индикаторов, возбундаеных постоянный тоном". Вурнал "Неорганические материалы",1993,т.29,10,с.1376-1378.

о

Подписано к.печати 04.10.94 г. сФориат 60x34 1/16

Тираа 100 экз. Заказ

Копировально-шювительний участок СтГТУ г. Старополь, пр. Кулакова, 2