Способ изготовления пленочного электролюминисцентного индикатора

Способ изготовления пленочного электролюминисцентного индикатора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 1

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Содиалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.11.74 (21) 2079731/07 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.03.77. Бюллетень ¹ 9 (45) Дата опубликования описания 29.0б.77 (51) М.Кл.- зН 05 В 33/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) Ъ ДК 621.382 (088.8) (72) Авторы взобретения

В. И. Лурье, В. И. Кононенко и Ф. И. Вергунас (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛЕНОЧНОГО

ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ИНДИКАТОРА

Изобретение относится к области радиоэлектроники и микроэлектроники и может быть использовано при создании буквенноцифровых матричных (сегментных) индикаторов и матричных экранов.

В известных способах изготовления пле. ночных электролюминесцентных индикаторов (ЭЛИ) постоянного тока на основе ZnS, активированного Си, Мп путем термического испарения в вакууме создают слоистую структуру, которую впоследствии подвергают формовке. Процесс формовки (возникновение свечения при первом приложении напряжения) осуществляют путем подачи на индикатор постоянного по величине и знаку напряжения, причем знак минус с постоянного напряжения приходится на слой Cu„S (1).

Электролюминесцентные индикаторы обычно работают при конечном напряжении формовки за исключением случая импульсного режима эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления пленочного ЭЛИ постоянного тока на основе ZnS, активированного Сц, Мп, который заключается в том, что термическим испарением в вакууме создают слоистую структуру, формуют ее, подавая на индикатор постоянное напряжение, минус на слой Cu,S. При этом начальная плотность тока достигает максимальной величины, а затем начинает круто падать. Во время крутого спада тока развивается свечение индикатора. Через 2 — 3 л ин

5 характер изменения яркости становится монотонно убывающим, а плотность тока практически при всех напряжениях достигает примерно равных величин.

Недостаток такого способа заключается в том, что при формовке постоянным электрическим напряжением на индикаторе в течение длительного времени выделяется большая мощность. За счет этого температура образца повышается настолько, что создают15 ся благоприятные условия для теплового пробоя, а иногда и сгорания индикатора, кроме того, слой Cu,-S растрескивается и вспучивается. Это может вести к катастрофическим отказам как при формовке, так и в

20 процессе последующей работы. Формовка по известному способу не обеспечивает эксплуатационных параметров ЭЛИ. Так их эффективность в импульсном возбуждении сравнительно мала, что препятствует их использо25 ваншо в микроэлектронной аппаратуре.

Цель изобретения — увеличение эффективности ЭЛИ в импульсном режиме возбуждения и уменьшение числа катастрофических отказов.

549897

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления пленочных

ЭЛИ постоянного тока, включающем термическое испарение в вакууме слоистой структуры: электрод Cu,S, ZnS, активированный

Cu, Mn электрод с последующей формовкой, формовку проводят однсполярными импульсами напряжения, длительностью 10 — 100 мкс и частотой следования 1 — 10 кГи, при неизменной скважности 10.

От выбора скважности Q существенно зависят статистические показатели формовки технологической операции. При формовке экрана, содержащего 132 элемента, при

Q = 10 электролюминесцируют все 132 эле.лепта, т. е. выход равен 100Я>.

При Q = 5 и Q = 20 выход колеблется в пределах 70 — 80 /о.

Типичной причиной отсутствия свечения некоторых элементов являются нарушение целостности слоев вследствие перегрева при

Q(10, а при Q) 10 — электрический пробой, так как увеличение скважности требует повышения формующего напряжения.

Частота 1 следования импульсов напряжения определяет во многом эксплуатационные параметры ЭЛИ. Так, напряжение питания (в режиме эксплуатации) для ЭЛИ, сформированного заявленным способом, по сравнению с ЭЛИ, сформированным известным способом при постоянном напряжении, уменьшается с увеличечием f, ассимптотически приближаясь к постоянному значению.

Например, для В = 40 нит это уменьшение составляст 14,3 "/о при f = 1 кГи, и f = 10 кГи.

Эффективность ЭЛИ после импульсной формовки увеличивается по сравнению с

ЭЛИ после формовки при постоянном напряжении, причем зависит существенно от f. Например, для В = 40 нит это увеличение эффективности составляет 250 р и 450О/о для частот 1 кГи и 10 кГЦ соответственно. Применение частот более 10 кГц (т. е. длительностей импульсов напряжения менее 10 лкс) неэффективно, так как емкостна„я составляющая импульсного тока формовки становится сравнимой (постоянная времени RC-цепочки

ЭЛИ вЂ” 0,5 — 2 мсек) и даже большей, чем активная составляющая. Это приводит к значительному увеличению времени формовки, перегреву ЭЛИ, меньшей надежности операции, а при частотах f — 50 кГи, — к невозможности осуществить формовку. Кроме того, применение частот, больших 10 кГи, накладывает жесткие требования на технические характеристики генератора импульсов напряжения.

П р и м ер 1. Методом термического испарения в вакууме изготовляют четырехслой— Cu Я вЂ”. пЬ, тивированный Мп, Cu — электрод. Готовую структуру толщиною 2 мкм подвергают формовке, подавая однополярные импульсы напряжения, минус на слой Cu,S, длительно5

35 стью 10 мкс и частотой следования 10 кГи с напряжением 16 В, с тем, чтобы в конце формовки получить эффективную яркость

20 нит. В момент включения напряжение генератора «подсаживается» до 10 — 12 В (за счет малой величины нагрузочного сопротивления индикатора), ток быстро возрастает, достигая максимального значения и начинает быстро, а затем все медленнее падать.

В момент начала падения тока «подсаженное» первоначально напряжение возвращается к исходному значению, и появляется свечение индикатора. Первоначально яркость свечения возрастает с уменьшением тока, а затем достигает стационарного значения. На этом процесс формовки заканчивается. Время формовки составляет 10 сек.

Пример 2. Изготовленную четырехслойную структуру по примеру 1 далее подвергают формовке однополярными импульсами напряжения, минус на слой Cu,.S, с длительностью = 100 мкс, а частота следования

f = 1 кГи„время формовки 5 сек.

Для получения сравнительных данных проводят формовку пленочной структуры по известному способу. Напряжение формовки подбирают таким, чтобы в конце формовки установилась эффективная яркость 20 кит.

Использование предлагаемого способа изготовления пленочных ЭЛИ постоянного тока на основе ZnS, активированного Cu, Mn обеспечивает по сравнению с существующим способом следующие преимущества: увеличение в 2 — 4 раза эффективности электролюминесцентного индикатора в импульсном режиме возбуждения и уменьшение катастрофических отказов в результате обеспечения целостности структуры пленочного индикатора.

Формула изобретения

Способ изготовления пленочного электролюминесцентного индикатора на основе

ZnS, активированного Cu, Mn, включающий термическое испарение в вакууме слоистой структуры: электрод — Cu,S— - ZnS, активированный Cu, Mn — электрод с последующей формовкой, отл ич а ющи йся тем, что, с целью увеличения эффективности в импульсном режиме возбухкдения электролюминесцентного индикатора и уменьшения числа катастрофических отказов, формовку проводят однополярными импульсами напряжения длительностью 10 — 100 мкс и частотой следования 1 — 10 кГи, при неизменной скважности, равной 10.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. ТИИЭР, т. М 7, 1973, стр. 128.

2. «Труды совещания по электролюминесценции», «Элсктролюминесценция твердых тел», Тарту, июль 1969 г., изд. «Наукова думка», Киев, 1971 г., стр. 242 (прототип).