Физико-технологические процессы создания электролюминесцентных плоских устройств отображения информации

Зависимость яркости ЭЛИ во включенном состоянии от сопротивления тонкопленочного транзистора (б) и яркости ЭЛИ в выключенном состоянии от тока утечки транзистора (в ). 1.3 Пленочные электролюминесцентные излучатели на шероховатых подложках Актуальной задачей при создании пленочных электролюминесцентных излучателей и индикаторов на их основе, использующих эффект перед пробойной люминесценции, является повышение их яркости, особенно синего и красного цветов свечения. Для повышения яркости свечения электролюминесцентных излучателей за счет увеличения выхода излучения из структуры были предложены конструкции с шероховатой поверхностью подложки, на которую нанесены слои електролюминисцентного излучателя, и с микронеровностями на поверхности прозрачного электрода структуры. В подобных структурах на увеличение выхода излучения помимо чисто оптических эффектов может влиять, видимо, также и неоднородное распределение электрического поля в ЭЛ слое. Как показывают исследования, неоднородное распределение электрического поля в слое люминофора существует также в тонкопленочных электролюминесцентных излучателях с композиционным жидким диэлектриком с концентрацией этого поля в локальных участках касания зерен наполнителя диэлектрика и слоя люминофора. Это приводит к уменьшению необходимого среднего значения пороговой напряженности электрического поля в слое люминофора, при котором начинается свечение, по сравнению с обычными тонкпливочнимы ЭЛ структурами. При сочетании тонко пленочной структуры електролюминисцентного излучателя на шероховатой подложке со слоем композиционного жидкого диэлектрика следует ожидать повышения степени неоднородности электрического поля в слое люминофора, что может вызвать дополнительное увеличение выхода излучения.
работы в сфере сми
Для проверки данного предположения были выполнены исследования электролюминесцентных структур «металл-полупроводник-композиционный жидкий диэлектрик-металл (МПКМ)», нанесенных на обычную «гладкую» и шероховатую стеклянные подложки, где М — первый прозрачный электрод на основе SnO2 толщиной 0.2-0.3 m и второй прижимной металлический электрод с микрометрической регулировкой хода с погрешностью 5m; П-ЭЛ слой ZnS: Mn (0.5% масс.) Толщиной 1.2-1.5 m; K — слой композиционного жидкого диэлектрика, состоящего из смеси кремнийорганической жидкости ПФМС-4 с порошкообразным наполнителем-титаната бария BaTiO3 с размером зерен 1.5-3.0 м и концентрацией наполнителя в диэлектрике примерно 40% объема. Прозрачный электрод с SnO2 получали методом гидролиза хлорного олова. Слой люминофора наносился вакуумтермичним испарением в квазизамкнутому объеме, композиционный жидкий диэлектрик наносили в виде пасты. Шершавые подложки получали таким, химическим травлением «гладкой» подложки в плавиковой кислоте. По результатам измерений с помощью микроскопа Мии-4 шероховатые подложки имели равномерно распределены по поверхности микронеровности с высотой и линейными размерами прялка 1 m. Поверхностное сопротивление прозрачного электрода на «гладких» подложках составлял 100 ° / D, на шарахуватих — 100пД. Вольт-яркостные характеристики (ВЯХ) МПКМ структуры на шероховатой и «гладкой» подложках были получены при возбуждении исследуемых структур синусоидальным напряжением частотой 1 и 5 kHz. В качестве источника синусоидального напряжения использовался генератор Г3-56 / 1 с трансформатором, повышает. Яркость исследуемых структур измерялась с помощью яркомерами-люксметра ИГ-3. Сравнение ВЯХ электролюминесцентных структур свидетельствует о том, что при близких значениях порогового напряжения (при яркости В = 1cd / m2) максимальная яркость свечения ЭЛ структуры на шероховатой подложке в области насыщения ВЯХ в два раза больше соответствующего значения яркости структуры на «гладкой» подложке на частоте 5kHz-1445 и 720cd / m2 и более чем в два раза на частоте 1 kHz-560 и 246 cd / m2. ВЯХ ЭЛ структуры на шероховатой подложке имеет также высокую крутизну по сравнению со структурой на «гладкой» подложке. С увеличением толщины слоя композиционного жидкого диэлектрика отличие порогового напряжения структур на шероховатой и «гладкой» подложках становится существенной и составляет порядка 60-70 V на частоте 5 kHz и 90-100 V на частоте 1 kHz. Как ВЯХ структуры на «гладкой» подложке, так и ВЯХ структуры на шероховатой подложке не имеют ярко выраженного перехода участка резкого роста ВЯХ в область насыщения, характерного для тонкопленочных МДПДМ электролюминесцентных структур. Зависимости яркости B от частоты f для структур с толщиной слоя композиционного жидкого диэлектрика dk = 40m свидетельствуют о том, что на участке резкого роста ВЯХ для структуры на шероховатой подложке характерна линейная зависимость B (f) (показатель степени б f = 1), а для структуры на «гладкой» подложке эта зависимость носит сублинийний характер с б f = 0.6. На участке насыщения ВЯХ наклон прямых в координатах lgB — lgf для обеих структур практически одинаковый с показателем степени б f = 2/3, что согласуется с результатами исследований электролюминесцентных структур с композиционным жидким диэлектриком. Как видно из рис. 9, b, с увеличением толщины слоя композиционного жидкого диэлектрика в dk = 100 m для структур на шероховатой и «гладкой» подложках практически одинаков и составляет ~ 0.25 для участка резкого роста ВЯХ и ~ 0.55 для участка насыщения ВЯХ соответственно. Увеличение максимальной яркости ЭЛ структуры на шероховатой подложке по сравнению с «гладкой» может быть объяснено локальным повышением значения напряженности электрического поля в слое люминофора, а также наличием микролинзового растра на подложке и микрорельефа, что уменьшает волноводный эффект позволяет увеличить выход излучения из структуры. Следует отметить, что свечение электролюминесцентной структуры на шероховатой подложке имеет более ярко выраженную зернистость по сравнению со свечением структуры на «гладкой» подложке, что может быть объяснено микролинзовим эффектом. Рис. 1.2 . Вольт-яркостные характеристики электролюминесцентных излучателей при: а — dk = 40 m, b — dk = 100 m; 1,3 — на шероховатой подложке, 2, 4 — на гладкой подложке; 1, 2 — f = 5 kHz, 3, 4 — f = 1 kHz. Таким образом, использование шероховатых подложек в сочетании со слоем композиционного жидкого диэлектрика в электролюминесцентных излучателях позволяет существенно повысить выход излучения из структуры и яркость свечения излучателя, которое может быть использовано при создании электролюминесцентных индикаторов на основе люминофоров, яркость свечения которых в обычной структуре МДПДМ недостаточна. Рис. 1.3.Зависимость яркости электролюминесцентных структур от частоты: а — dk = 40 m, b — dk = 100 m; 1, 3 — на шероховатой подложке, 2, 4 — на гладкой подложке; 1, 2 — на участке насыщения ВЯХ, 3, 4 — на участке роста ВЯХ.