автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Математическое моделирование электрических и светотехнических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов

На правах рукописи

Морозов Сергей Владимирович

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ

Специальность 05 13 18-Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ульяновск, 2007

003174901

Работа выполнена на кафедре «Радиоэлектроника» Ульяновского высшею военного инженерного училища связи

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

профессор Самохвалов Михаил Константинович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Соснин Петр Иванович доктор физико-математических наук, профессор Скворцов Аркадий Алексеевич

Ведущая организация: 29 Испытательный полигон МО РФ (войск связи), г Ульяновск

Защита состоится 2007 г в 00 на заседании диссертацион-

ного совета Д 212 277 02 при Ульяновском государственном техническом университете по адресу 432027, Ульяновск, ул Северный Венец, 32, ауд 211

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного технического университета

Автореферат разослан октября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета, д т н , профессор

Крашенинников В Р

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Математические методы и численное моделирование являются наиболее удобным аппаратом для разработки оптимальных вариантов создания новых технических объектов и процессов их изготовления, поскольку машинное проектирование значительно сокращает расходы на проведение экспериментальных работ, особенно для новых технических средств К таким новым техническим объектам относятся, в частности средства отображения информации на основе плоских твердотельных активных индикаторов Тонкопленочные электролюминесцентные (ТПЭЛ) индикаторные устройства в настоящее время являются одними из наиболее перспективных для создания микроэлектронных средств отображения информации, особенно для специальной техники К их достоинствам относятся полностью твердотельная конструкция, высокая яркость, надежность, температурная стабильность, быстродействие, большой угол обзора, радиационная стойкость и др. К настоящему времени определены физические основы работы этих приборов, конструкции, материалы и технология изготовления структур, методы контроля параметров материалов и устройств Однако до сих пор отсутствуют достаточно полные математические модели, описывающие основные функциональные характеристики ТПЭЛ конденсаторов, необходимые для разработки индикаторных устройств. Существующие модели являются либо упрощенными, либо характеризуют только отдельные эффекты в многослойных системах.

В Ульяновском государственном техническом университете в течение ряда лет проводились работы по исследованию параметров ТПЭЛ конденсаторов и режимов возбуждения электролюминесценции в них, а также разрабатывались методы и устройства управления индикаторными приборами и их применение в средствах отображения информации Дальнейшее развитие работ обусловило как необходимость теоретического анализа и экспериментальных исследований указанных проблем, так и математического моделирования электрических и светотехнических свойств и характеристик ТПЭЛ индикаторных устройств, работающих на переменном напряжении.

Цель и задачи исследований. Целью данной диссертационной работы является математическое моделирование электрических и светотехнических характеристик ТПЭЛ конденсаторов для расчетов конструкций, выбора материалов и режимов работы индикаторных устройств в средствах отображения информации.

Для достижения этой цели в ходе выполнения диссертационной работы были поставлены и решены следующие задачи

1. Теоретический анализ и моделирование электрических процессов в ТПЭЛ конденсаторах при возбуждении знакопеременным импульсным, симметричным пилообразным и гармоническим напряжением.

2 Теоретический анализ и моделирование светотехнических характеристик ТПЭЛ конденсаторов

3 Разработка программ расчета электрических и светотехнических характеристик

4. Экспериментальные исследования процессов в ТПЭЛ конденсаторах

Основные положения, выносимые на защиту. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования характеристик ТПЭЛ конденсаторов позволили вынести на защиту следующие основные положения

1. Разработанная математическая модель ТПЭЛ конденсаторов и соответствующая программная реализация на основании описания электрических эквивалентных схем уравнениями, составленными согласно теории электрических цепей, позволяет рассчитывать основные электрические характеристики электролюминесцентных конденсаторов и индикаторных панелей на их основе

2 Проведенное математическое моделирование электрических характеристик ТПЭЛ конденсаторов позволяет определить зависимость заряда, напряжения включения и рассеиваемой мощности от конструктивно-технологических факторов, состава схемы управления и условий возбуждения

3 Разработанная программа для численного решения нелинейного уравнения кинетики яркости свечения на основе модели прямого ударного возбуждения центров свечения позволяет установить зависимость яркости свечения от условий возбуждения электролюминесценции.

4 Полученные аналитические соотношения для средней яркости излучения и светоотдачи ТПЭЛ конденсаторов на основе модели прямого ударного возбуждения центров свечения в люминофоре определяют их зависимость от условий возбуждения и свойств тонкопленочной структуры и позволяют установить оптимальные режимы управления индикаторными устройствами

5 Проведенные экспериментальные исследования электрических и светотехнических характеристик ТПЭЛ конденсаторов при возбуждении переменным синусоидальным и симметричным треугольным напряжением показали соответствие данным математического моделирования и численных расчетов

Научная новизна. Впервые детально исследованы электрические и светотехнические характеристики ТПЭЛ конденсаторов при различных условиях возбуждения При этом получены следующие новые научные результаты

1 Впервые на основе представлений о туннельной, перезарядке квазиизолированной поверхности люминофора и прямого ударного возбуждения активаторов разработан математический аппарат исследования электрических и оптических процессов в ТПЭЛ конденсаторах при различных условиях возбуждения электролюминесценции

2 На основе результатов математического моделирования установлены зависимости характеристик электрических и оптических процессов в ТПЭЛ конденсаторах от состава и свойств многослойных структур

3 На основе разработанной математической модели дискретного тонкопленочного электролюминесцентного конденсатора предложена методика расчета параметров матричной индикаторной панели, позволяющая формировать систему нелинейных интегральных уравнений, описывающую устройство, в автоматическом режиме, за счет чего упрощен процесс моделирования индикаторных устройств с большим количеством элементов отображения

Практическая значимость диссертационной работы заключается в следующем

1. Разработанные математические модели характеристик ТПЭЛ конденсаторов могут быть использованы для разработки конструкций и режимов работы приборов в лабораториях и конструкторских бюро, занимающихся проектированием и исследованием электролюминесцентных источников излучения

2 Полученные аналитические соотношения применимы для разработки методик производственного контроля и расчета значений функциональных параметров, характеризующих свойства ТПЭЛ элементов и индикаторных приборов,

3 Выработанные по данным теоретических и экспериментальных исследований и по результатам математического моделирования рекомендации по выбору способов и режимов управления электролюминесцентными излучателями способствуют обеспечению требуемых значений параметров индикаторных устройств

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается адекватностью используемых математических моделей, корректностью упрощающих допущений, близостью расчетных данных с результатами экспериментальных исследований

Личный вклад. В диссертации изложены результаты работ, которые были выполнены соискателем лично под научным руководством профессора Само-

хвалова М К Автор разрабатывал методики исследований, проводил теоретические расчеты и эксперименты, осуществлял обработку, анализ и обобщение получаемых результатов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на 4-й Всероссийской научно-практической конференции (с участием стран СНГ) (Ульяновск, 2004 г), 10-й Военной научно-технической конференции "Актуальные вопросы совершенствования техники и систем военной связи на основе современных телекоммуникационных информационных технологий" (Ульяновск, 2004 г.), школе-семинар «Актуальные проблемы физической и функциональной электроники» (Ульяновск, 2004 г), Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (Саратов, 2004 г ), Международных конференциях «Опто -, на-ноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, 2004, 2006 гг), Научно-технической конференции "Информационные технологии в промышленности и учебном процессе" (Арзамас, 2004 г.), Всероссийском научно-практическом семинаре "Сети и системы связи", (Рязань, 2005 г), Всероссийской научно-технической конференции "Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического моделирования", (Тамбов, 2006 г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях УлГТУ в 2005-2007 гг

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, из них 2 статьи в журнале, входящем в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка используемых источников Она изложена на 117 листах, содержит 31 рисунок и 2 таблицы Библиографический список содержит 99 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель работы и задачи исследований, выделены основные положения, выносимые на защиту, отмечена научная новизна и практическая значимость исследований, описана структура диссертации

В первой главе проведен анализ конструктивно-технологических свойств ТПЭЛ конденсаторов, определяющих их электрические и светотехнические характеристики. Тонкопленочные электролюминесцентные структуры типа прозрачный электрод - диэлектрик - люминофор - диэлектрик - металл обычно состоят из пяти последовательно нанесённых на стеклянную подложку слоев с

использованием методов тонкопленочной технологии Проведено описание работы электролюминесцентных приборов, рассмотрены их основные электрические характеристики рабочее напряжение, ток, рассеиваемая мощность, светоотдача Рассматриваются основные светотехнические характеристики ТПЭЛ конденсаторов Проведен анализ существующих математических и схемотехнических моделей ТПЭЛ конденсаторов. Показано, что до сих пор отсутствуют достаточно полные математические модели, описывающие основные функциональные характеристики ТПЭЛ конденсаторов, необходимые для разработки индикаторных устройств Существующие модели являются либо упрощенными, либо характеризующие отдельные эффекты в многослойных системах

Сформулированы цель и задачи, поставленные и решенные в ходе работы над диссертацией

Во второй главе были проведены теоретические исследования и математическое моделирование электрических характеристик ТПЭЛ конденсаторов, кинетики электрических процессов и зависимости параметров от свойств многослойных структур и условий возбуждения электролюминесценции

Для определения и анализа параметров ТПЭЛ индикаторных устройств и влияния на них условий возбуждения была разработана математическая модель электролюминесцентных излучателей. Модель создана на основе описания составленной эквивалентной схемы тонкопленочного элемента, включенной в цепь источника питания, уравнениями теории электрических цепей и представляет собой систему нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений, которая в матричной форме записывается в виде

рЕ-11/С-12/Ср1г О

рЕ-1]/$-13р1/ркс№[ирь(0]/<1ирк О

-ц/Сл

где С,1, С12 и Сри - геометрические емкости слоев диэлектриков и люминофоров, Яи, Я,2 - активные сопротивления диэлектрических слоев, ЯсиЯг - сопротивления электродов (при рассмотрении матричной панели - столбцов и строк, крн [иркШ - сопротивление активного слоя, аппроксимирующее ключевые свойства прибора; I! г5, Е и ирк - мгновенные значения токов в различных элементах многослойной структуры, напряжения возбуждения и напряжения на активном слое, р = йШ - оператор дифференцирования Искомыми величинами в представленной системе являются токи ц =///(). Относительно производных^, к -

Кг+Кс РЧ~

1 -1 -1 Р12

X Рг3 =

1 -1 -1 РЧ

рг5

1,2, , 5 от этих токов она представляет собой систему линейных алгебраических уравнений В результате решения системы методом Гаусса с выбором главного элемента находятся производные, которые затем интегрируются методом Рунге-Кутга с модификацией Фельберга С целью обеспечения заданной точности определения искомых величин в программе реализовано автоматическое изменение длины шага интегрирования значений производных По найденным значениям токов гф.) рассчитываются необходимые зависимости для описания характеристик и свойств электролюминесцентных устройств. В частности, на основе предложенной математической модели и ее программной реализации определяются следующие электрические параметры полный и активный ток, внешний заряд на обкладках электролюминесцентного конденсатора, заряд на внутренней границе диэлектрик/люминофор, изменение во времени электрического поля в слое фосфора и др.

Посредством математического моделирования электрических характеристик ТПЭЛ приборов проведена серия вычислительных экспериментов, по результатам которой найдены зависимости напряжения включения индикаторов и заряда от условий возбуждения Установлено, что наиболее чувствительный к условиям возбуждения электролюминесценции режим работы тонкопленочных излучателей имеет место при приложении знакопеременного импульсного напряжения Определено, что при оптимальных условиях высвечивания и использовании импульсного напряжения электрические характеристики ТПЭЛ приборов (в частности, напряжение включения и заряд, переносимый через люминофор) зависят только от амплитудного значения напряжения, причем вид этих зависимостей линейный При этом варьирование длительностью импульсов и временем их нарастания/спада не изменяет параметров устройств Однако, при увеличении суммарного активного сопротивления схемы (свыше 2,5. 5 кОм) значимыми оказываются все параметры знакопеременного импульсного напряжения, а зависимости имеют нелинейный характер

Для моделирования параметров матричных панелей с большим числом элементов отображения предложено описание нелинейных эквивалентных схем электродов панели уравнениями, составленными согласно законам теории цепей Алгоритм расчета основан на математической модели дискретного тонкопленочного излучателя и предусматривает формирование необходимой для расчета системы уравнений в автоматическом режиме. Модель позволяет определять мощность, потребляемую строкой ТПЭЛ панели при ее сканировании, распределение напряжения вдоль электрода, параметры отдельных электролюминесцентных индикаторных элементов и др

В третьей главе были проведены теоретические исследования и математическое моделирование светотехнических характеристик ТПЭЛ конденсаторов, кинетики этих процессов и зависимости параметров от свойств многослойных структур и условий возбуждения электролюминесценции

Математическое моделирование светотехнических параметров и, в частности, временных зависимостей яркости свечения (волн яркости) производилось на основе численного решения нелинейного обыкновенного дифференциального уравнения (ОДУ), описывающего кинетику изменения плотности возбужденных центров в пленке люминофора Характер волн яркости В(1) обусловлен изменением во времени плотности активного тока, протекающего в слое люминофораЗависимость ХО получена в результате математического моделирования электрических характеристик электролюминесцентных приборов Кроме того, для проверки адекватности модели данная функция )(1) определялась экспериментально путем дифференцирования заряда на границе люминофор/диэлектрик МДПДМ структуры Решение нелинейного ОДУ выполнено методом Рунге-Кутта четвертого порядка, обеспечивающим высокую точность. Помимо волн яркости были рассчитаны значения светоотдачи и мощности, рассеваемой ТПЭЛ излучателем при приложении знакопеременного напряжения

Полученные результаты позволяют сделать следующий вывод, имеющий важное практическое значение при создании устройств управления ТПЭЛ индикаторными элементами. На основе математического моделирования и экспериментальных результатов, установлено, что длительность электрических переходных процессов в тонкопленочных структурах не превышает 1 3 периодов приложенного напряжения. В то же время на основании проведенного моделирования светотехнических характеристик (волн яркости) выяснено, что продолжительность переходных процессов, определяемая по временным зависимостям яркости свечения электролюминесцентных излучателей, может достигать десяти периодов. Таким образом, средняя (кажущаяся) яркость, определяемая согласно закону Тальбота, при возбуждении люминесценции периодическим знакопеременным напряжением в течение одного или даже нескольких периодов значительно ниже значений яркости, получаемых при приложении к ТПЭЛ элементу напряжения на время, соответствующее большему числу периодов

Особенностью анализа поведения оптических и электрических свойств ТПЭЛ излучателей при возбуждении переменным напряжением является периодичность изменения основных характеристик В установившихся режимах возбуждения поляризационный заряд, напряженность электрического

поля, ток, рассеиваемая мощность и яркость излучения изменяются периодично, поэтому ряд характеристик являются взаимосвязанными друг с другом и могут быть выражены с помощью усредненных за период значений параметров

В качестве исходного используется уравнение кинетики изменения концентрации возбужденных активаторных центров свечения. При возбуждении электролюминесценции в тонкопленочных структурах переменным напряжением в установившемся режиме число центров, переходящих за период в возбужденное состояние, равно числу центров, возвращающихся в основное состояние Число активаторов, возбуждаемых за период изменения напряжения, определяется числом взаимодействий ускоренных носителей заряда с центрами, которые находятся в основном состоянии Таким образом, увеличение плотности возбужденных центров приводит к уменьшению скорости возбуждения, а число центров свечения, перешедших за период из возбужденного в основное состояние, определяется скоростью излучательных и безызлучательных переходов, обуславливающей яркость излучения электролюминесцентного конденсатора.

Выражение для светоотдачи ТПЭЛ излучателей записывается в упрощенном виде щ = ц0(1 - В/В0), где В - средняя яркость, щ и В0 -максимальные светоотдача и яркость, соответственно Это соотношение устанавливает связь между яркостью излучения и светоотдачей источников излучения, позволяя определить оптимальные режимы управления индикаторными устройствами

Выражение для средней яркости может быть записано в следующем виде. ИВ - 1 /Во'1 + 11(поР)"1, где Р - средняя рассеиваемая мощность

Полученные соотношения для расчета вольт-яркостной характеристики и светоотдачи могут использоваться для экспериментального определения параметров люминофоров в тонкопленочных структурах, для выбора материалов и разработки конструкций электролюминесцентных источников излучения и расчетов режимов управления индикаторными устройствами на их основе.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований электрических и светотехнических характеристик ТПЭЛ конденсаторов

Тонкопленочные электролюминесцентные конденсаторные структуры для экспериментальных исследований были изготовлены методами тонкопленочной технологии в лаборатории кафедры "Проектирование и технология электронных средств" Ульяновского государственного технического универси-

тета В качестве подложек использовались пластины бесщелочного стекла толщиной 1,5-3 мм с нанесенными прозрачными электродами оксида олова-индия толщиной 80-100 нм Диэлектрические пленки твердого раствора оксидов циркония и иттрия толщиной 200-300 нм наносились с помощью электроннолучевого напыления в вакууме, люминесцентные слои сульфида цинка, легированного марганцем или фторидами редкоземельных металлов, толщиной 5001500 нм, напылялись термическим испарением в квазизамкнутом объеме

Для проведения экспериментальных исследований использованы измерительные установки, состоящие как из стандартных, так и специально разработанных измерительных устройств Основными исследуемыми зависимостями были временные зависимости тока, вольт-яркостные и вольт-зарядовые характеристики, с помощью которых проводился расчет средней рассеиваемой мощности и светоотдачи

Возбуждение люминесценции проводилось переменным синусоидальным и симметричным треугольным напряжением Основными исследуемыми зависимостями являлись вольт-яркостные и вольт-зарядовые характеристики, а также волны полного тока, протекающего через ТПЭЛ элемент Кроме того, проводились измерения сопротивления, емкости, тангенса угла диэлектрических потерь и других электрических параметров приборов

Установлено, что при рассмотрении тонкопленочных индикаторов в составе электрических цепей существенное влияние на их характеристики оказывают элементы, обладающие значительным активным сопротивлением. Ввиду того, что общее значение сопротивления таких цепей есть сумма сопротивлений подводящих электродов, источника возбуждающего напряжения, ключевых устройств схемы управления индикаторами в открытом состоянии, для разработки эффективных средств отображения информации на ТПЭЛ приборах необходимо снижать сопротивления каждого из перечисленных элементов.

Определено, что уменьшение заряда, переносимого через электролюминесцентный излучатель, и электрической мощности, рассеиваемой многослойной структурой, обусловлено перераспределением приложенного напряжения на элементах цепи и происходит с возрастанием суммарного активного сопротивления схемы ,

Проведенные исследования показали, что одинаковые значения электрической мощности ТПЭЛ индикаторов, расходуемой на их высвечивание, при возбуждении люминесценции синусоидальным напряжением могут быть получены при более высоких сопротивлениях, чем при возбуждении треугольным

напряжением. При этом пороговое напряжение активного слоя остается неизменным и не зависит от условий возбуждения

По данным экспериментов сделан вывод о целесообразности возбуждения тонкопленочных источников света синусоидальным напряжением, поскольку это делает возможным использовать источники переменного напряжения с меньшими амплитудными значениями вырабатываемого сигнала по сравнению с симметричным напряжением треугольной формы для получения равных показателей излучения

Согласно полученным выражениям, значения электрической мощности, потребляемой ТПЭЛ источниками света, могут быть рассчитаны на основании измерений заряда, переносимого через многослойный конденсатор за полупериод действия приложенного напряжения, и геометрических емкостей слоев тонкопленочной структуры, либо из определяемых по графикам вольт-зарядовых характеристик значений напряжения включения излучателей

Проведен расчет тока проводимости, протекающего через активный слой, посредством дифференцирования по времени заряда, присутствующего на границе люминофор/диэлектрик МДЛДМ структуры. Полученная зависимость использована для определения плотности возбужденных центров свечения в люминофоре и расчета светотехнических параметров электролюминесцентных излучателей

Наименьшее пороговое напряжение было получено для ТПЭЛ структур с толщиной люминофора »0,5 мкм и общей толщиной диэлектрических слоев в »0,25 мкм при возбуждении синусоидальным напряжением частотой 20 кГц и составляло 40-45 В. Наибольшие значения яркости были получены для свето-излучающих структур с люминофором толщиной «0,7-1,0 мкм и диэлектриком толщиной »0,3 мкм для тех же условий измерения Эти значения составили (0,9-1,2)> 104 кд/м2. С уменьшением частоты изменения возбуждающего напряжения яркость уменьшалась и на частоте 50 Гц составляла - 100-150 кд/м2 С уменьшением частоты наблюдалось увеличение светоотдачи электролюминесцентных конденсаторов. Так, если на частоте 20 кГц светоотдача составляла 2 лм/Вт, то с уменьшением частоты до 50 Гц ее значение достигало 4,5 лм/Вт Полученные экспериментальные результаты свидетельствовали о достаточно высоких функциональных параметрах электролюминесцентных излучателей

На рисунках 1 и 2 представлены типичные экспериментальные зависимости светоотдачи от яркости и вольт-яркостные характеристики.

0,8 0,6 0,4 -

0,2

0

'Вт

I I I 1—I—I—I-1—I-1-1—г- кд

200 400 600 800 1000 2

В, кд/м'

103-

10'-

110120130140150

-т-Ц В

Рис. 1. Зависимость светоотдачи о Рис. 2. Вольт-яркостные харак-

кости излучения для различных ч: напряжения: 1 - 0,4; 2 - 1 и 3 - 5 кГц

теристики тонкопленочнои элек--тролюминесцентной структуры: 1 - расчетная и 2 -экспериментальная

На рисунке видно, что хорошее совпадение теоретических и экспериментальных результатов для вольт-яркостных характеристик наблюдается в области низкой и высокой яркости излучения. В то же время в средней части графика экспериментальные точки находятся ниже расчетной кривой, т.е. яркость излучения тонкопленочных структур не достигает теоретических значений.

Для уточнения представленных соотношений и проведения скорректированных вычислений необходим более детальный анализ процессов взаимодействия электронного потока с возбужденными активаторными центрами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования по математическому моделированию электрических и светотехнических характеристик ТПЭЛ конденсаторов позволили сформулировать следующие основные результаты и выводы:

1. Разработана математическая модель тонкопленочных излучателей и соответствующая программная реализация на основании описания электрической эквивалентной схем электролюминесцентной структуры, уравнениями, составленными согласно теории электрических цепей. Это позволило рассмотреть

электролюминесцентные источники света в качестве компонентов электрической цепи и установить необходимые характеристики приборов, а также использовать полученные в результате расчетов данные для моделирования светотехнических характеристик. Созданная математическая модель также пригодна для определения параметров элементов плоского индикаторного устройства на базе матрицы электролюминесцентных конденсаторов

2 Посредством математического моделирования электрических характеристик ТПЭЛ приборов проведена серия вычислительных экспериментов, по результатам которой найдены зависимости напряжения включения индикаторов и заряда от условий возбуждения Установлено, что наиболее чувствительный к условиям возбуждения электролюминесценции режим работы тонкопленочных излучателей имеет место при приложении знакопеременного импульсного напряжения.

3. Определено, что при оптимальных условиях высвечивания и использовании импульсного напряжения электрические характеристики ТПЭЛ приборов (в частности, напряжение включения и заряд, переносимый через люминофор) зависят только от амплитудного значения напряжения, причем вид этих зависимостей линейный В то время как варьирование длительностью импульсов и временем их нарастания/спада не изменяет параметров устройств Однако, при увеличении суммарного активного сопротивления схемы (свыше 2,5. .5 кОм) значимыми оказываются все параметры знакопеременного импульсного напряжения, а зависимости имеют нелинейный характер.

4 На основе разработанной математической модели дискретного ТПЭЛ излучателя предложена методика расчета параметров матричной индикаторной панели, позволяющий формировать систему нелинейных интегральных уравнений, описывающую устройство, в автоматическом режиме, за счет чего упрощен процесс моделирования ТПЭЛ индикаторных устройств с большим количеством элементов отображения

5 Проведен анализ процессов возбуждения свечения в люминофорах ТПЭЛ конденсаторов в рамках модели прямого ударного возбуждения актива-торных центров в люминофоре Осуществлено математическое моделирование светотехнических показателей ТПЭЛ источников излучения на основе решения нелинейного обыкновенного дифференциального уравнения, описывающего кинетику изменения плотности возбужденных центров свечения в плеще люминофора. Установлено, что наибольшие значения средней яркости свечения устройств достигаются при приложении к индикаторам знакопеременного импульсного напряжения.

6 Разработана программа для численного решения на ПЭВМ нелинейного уравнения кинетики яркости свечения методом Рунге-Кутта, обеспечивающая более высокую точность, которой полностью оправдывается дополнительный расход машинного времени

7 Найдено, что длительность переходных процессов, определяемая по волнам яркости, достигает 8 10 периодов прикладываемого напряжения Отсюда следует, что для получения высоких уровней яркости электролюминесцентных устройств необходимо обеспечивать высвечивание индикаторных элементов пакетами импульсов знакопеременного напряжения, причем их длительность должна быть не менее времени достижения установившегося режима работы ТПЭЛ источников

8. На основе модели прямого ударного возбуждения центров свечения в люминофоре получено аналитическое соотношение для средней яркости излучения ТПЭЛ конденсаторов, показывающее зависимость ее величины от условий возбуждения и свойств тонкоплёночной структуры. Установлена зависимость между яркостью излучения и светоотдачей источников излучения, позволяющая определить оптимальные режимы управления индикаторными устройствами

9 Проведены экспериментальные исследования электрических характеристик ТПЭЛ конденсаторов при возбуждении переменным синусоидальным и симметричным треугольным напряжением. Экспериментальные результаты соответствовали данным теоретического анализа математической модели и численных результатов

10 Проведены экспериментальные исследования светотехнических характеристик ТПЭЛ конденсаторов Из полученных линейных участков зависимости светоотдачи от яркости определены параметры активаторных центров свечения в люминофоре, совпадающие с результатами других авторов Экспериментально измеренные вольт-яркостные характеристики соответствовали расчетным данным.

11. Полученные соотношения для расчета электрических и светотехнических характеристик могут использоваться для экспериментального определения параметров люминофоров в тонкопленочных структурах, д ля выбора материалов и разработки конструкций электролюминесцентных источников излучения

Основные результаты диссертация опубликованы в следующих работах:

1 Самохвалов М К, Морозов С В Моделирование электрических и светотехнических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов в индикаторных устройствах // Труды четвертой Всероссийской науч-

но-практической конференции (с участием стран СНГ) «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем» - Ульяновск УлГТУ, 2004 - С 173-175

2 Самохвалов M К, Морозов С В. Моделирование электрических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов // Материалы Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (АПЭП-2004) - Саратов. СГТУ, 2004 - С.352-355

3 Самохвалов M К, Гиоргиевский К С, Гусев А. И Морозов С В. Модели» рование электрических процессов в тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторах и индикаторных устройствах на их основе // Труды шестой Международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» - Ульяновск- УлГТУ, 2004. - С.64

4 Самохвалов M К, Морозов C.B. Моделирование электрических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов и индикаторных устройств на их основе // Материалы седьмой научно-технической конференции «Информационные технологии в промышленности и учебном процессе» - Арзамас, 2004 - С 13-14

5 Самохвалов МК, Морозов СВ. Численное моделирование электрических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных индикаторов H Тезисы докладов, сообщений десятой военной научно-технической конференции «Актуальные вопросы совершенствования техники и систем военной связи на основе современных телекоммуникационных и информационных технологий» - Ульяновск 29 Испытательный полигон МО РФ (войск связи), 2004 -С 132-133

6 Морозов С.В Моделирование электрических процессов в тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторах и индикаторных устройствах на их основе // Материалы школы-семинара «Актуальные проблемы физической и функциональной электроники» - Ульяновск УлГТУ, 2004 - С.8-9.

7 Самохвалов M К., Морозов С.В Математическое моделирование электрических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных индикаторов // Материалы Всероссийского научно-практического семинара. «Сети и системы связи» - Рязань. РВВКУС, 2005 - С.139-142.

8 Гусев А.И, Мишин А.И, Морозов С.В Преобразование электрической энергии в оптическое излучение в тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторах // Материалы межвузовской научно-практической конференции

«Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем» -Ульяновск, УВВИУС, 2005 - С 70-73

9 Самохвалов M К, Морозов С.В Анализ математической модели тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов // Труды восьмой международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» - Ульяновск УлГТУ,2006 -С. 185.

10 Самохвалов M К, Морозов C.B. Разработка математической модели тонкопленочных электролюминесцентных индикаторных устройств // Материалы восьмой Всероссийской научно-технической конференции «Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического моделирования», часть II, - Тамбов ТВВАИУР, 2006 -С. 393-398

11 Самохвалов M К, Гусев А И, Мишин А.И, Морозов С В Переходные электрические процессы в тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторах с последовательным сопротивлением при возбуждении гармоническим напряжением // «Проектирование и технология электронных средств» №2, 2006-С 16-19

12. Самохвалов МК, Гусев А И., Мишин А.И., Морозов С В Переходные электрические процессы в тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторах при возбуждении симметричным пилообразным напряжением // «Проектирование и технология электронных средств» №4,2006 - С 2-5 13 Гусев А.И, Морозов С В Моделирование динамических яркостных характеристик тонкопленочных электролюминесцентных источников излучения // Сборник научных трудов Ульяновского высшего военного инженерного училища связи - Ульяновск. УВВИУС, 2007. - С 66-70.

14. Самохвалов М.К., Морозов С В Моделирование временных характеристик яркости тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов // Труды пятой Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем» - Ульяновск- УлГТУ, 2007 -С 283-285.

15 Самохвалов M К, Морозов С В Моделирование вольт-яркостных характеристик и светоотдачи тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов// Труды пятой Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем» - Ульяновск: УлГТУ, 2007 - С.286-289.

Морозов Сергей Владимирович

Математическое моделирование электрических и светотехнических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов

Автореферат

Подписано в печать 09.10.07. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Уел печ. л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ 1318 Типография УлГТУ, 432027, г. Ульяновск, Сев Венец, 32

ВВЕДЕНИЕ

Раздел 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МОДЕЛЕЙ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ

1.1 Тонкопленочные электролюминесцентные конденсаторы

1.2 Электрические и оптические процессы в тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторах

1.3 Математические и схемотехнические модели тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов

1.4 Выводы и постановка задач

Раздел 2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ

2.1 Эквивалентные схемы электролюминесцентных структур

2.2 Математическая модель ТПЭЛ индикатора

2.3 Исследование влияния формы и параметров возбуждающего напряжения на электрические характеристики ТПЭЛ элементов

2.4 Моделирование ТПЭЛ матричных панелей

2.5 Выводы и результаты

Раздел 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ

3.1 Анализ процессов возбуждения свечения в люминофорах тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов

3.2 Моделирование динамических яркостных характеристик ТПЭЛ источников излучения

3.3 Расчет вольт-яркостных характеристик и светоотдачи тонкопленочных электролюминесцентных источников излучения

3.4 Выводы и результаты

Раздел 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ

4.1 Методика получения тонкопленочных структур

4.2 Методика измерения характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов и схема измерительной установки

4.3 Исследование электрических характеристик ТПЭЛ конденсаторов

4.4 Исследование светотехнических характеристик ТПЭЛ конденсаторов

4.5 Выводы и результаты

Актуальность проблемы. Математические методы и численное моделирование являются наиболее удобным аппаратом для разработки оптимальных вариантов создания новых технических объектов и процессов их изготовления, поскольку машинное проектирование значительно сокращает расходы на проведение экспериментальных работ, особенно для новых технических средств. К таким новым техническим объектам относятся средства отображения информации на основе плоских твердотельных активных индикаторов. Тонкопленочные электролюминесцентные индикаторные устройства в настоящее время являются одними из наиболее перспективных для создания микроэлектронных средств отображения информации, особенно для специальной техники. К их достоинствам относятся: полностью твердотельная конструкция, высокая яркость, надежность, температурная стабильность, быстродействие, большой угол обзора, радиационная стойкость и др. К настоящему времени определены физические основы работы этих приборов, конструкции, материалы и технология изготовления структур, методы контроля параметров материалов и устройств. Однако до сих пор отсутствуют достаточно полные математические модели, описывающие основные функциональные характеристики тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов, необходимые для разработки индикаторных устройств. Существующие модели являются либо упрощенными, либо характеризующие отдельные эффекты в многослойных системах.

В Ульяновском государственном техническом университете в течение ряда лет проводились работы по исследованию параметров тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов и режимов возбуждения электролюминесценции в них, а также разрабатывались методы и устройства управления индикаторными приборами и их применение в средствах отображения информации. Дальнейшее развитие работ обусловило как необходимость теоретического анализа и экспериментальных исследований указанных проблем, так и математического моделирования электрических и светотехнических свойств и характеристик тонкопленочных электролюминесцентных индикаторных устройств, работающих на переменном напряжении.

Цель и задачи исследований. Целью данной диссертационной работы является математическое моделирование электрических и светотехнических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов для расчетов конструкций, выбора материалов и режимов работы индикаторных устройств в средствах отображения информации.

Для достижения этой цели в ходе выполнения диссертационной работы были поставлены и решены следующие задачи.

1. Теоретический анализ и моделирование электрических процессов в тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторах при возбуждении знакопеременным импульсным, симметричным пилообразным и гармоническим напряжением.

2. Теоретический анализ и моделирование светотехнических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов.

3. Разработка алгоритмов и программ расчета электрических и светотехнических характеристик.

4. Экспериментальные исследования процессов в тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторах.

Основные положения, выносимые на защиту. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов позволили вынести на защиту следующие основные положения.

1. Разработанная математическая модель тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов и соответствующие алгоритм и программная реализация на основании описания электрических эквивалентных схем уравнениями, составленными согласно теории электрических цепей, позволяет рассчитывать основные электрические характеристики электролюминесцентных конденсаторов и индикаторных панелей на их основе.

2. Проведенное математическое моделирование электрических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов позволяет определить зависимость заряда, напряжения включения и рассеиваемой мощности от конструктивно-технологических факторов, состава схемы управления и условий возбуждения.

3. Разработанная программа для численного решения нелинейного уравнения кинетики яркости свечения на основе модели прямого ударного возбуждения центров свечения позволяет установить зависимость яркости свечения от условий возбуждения электролюминесценции.

4. Полученные аналитические соотношения для средней яркости излучения и светоотдачи тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов на основе модели прямого ударного возбуждения центров свечения в люминофоре определяют их зависимость от условий возбуждения и свойств тонкоплёночной структуры и позволяют установить оптимальные режимы управления индикаторными устройствами.

5. Проведенные экспериментальные исследования электрических и светотехнических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов при возбуждении при возбуждении переменным синусоидальным и симметричным треугольным напряжением показали соответствие данным математического модели и численных расчетов.

Научная новизна. Впервые детально исследованы электрические и светотехнические характеристики тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов при различных условиях возбуждения. При этом получены следующие новые научные результаты.

1. Впервые на основе представлений о туннельной перезарядке квазиизолированной поверхности люминофора и прямого ударного возбуждения активаторов разработан математический аппарат исследования электрических и оптических процессов в тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторах при различных условиях возбуждения электролюминесценции.

2. На основе результатов математического моделирования установлены зависимости характеристик электрических и оптических процессов в тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторах от состава и свойств многослойных структур.

3. На основе разработанной математической модели дискретного тонкопленочного электролюминесцентного конденсатора предложен алгоритм расчета параметров матричной индикаторной панели, позволяющий формировать систему нелинейных интегральных уравнений, описывающую устройство, в автоматическом режиме, за счет чего упрощен процесс моделирования индикаторных устройств с большим количеством элементов отображения.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в следующем:

1. Разработанные математические модели характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов могут быть использованы для разработки конструкций и режимов работы приборов в лабораториях и конструкторских бюро, занимающихся проектированием и исследованием электролюминесцентных источников излучения.

2. Полученные аналитические соотношения применимы для разработки методик производственного контроля и расчета значений функциональных параметров, характеризующих свойства тонкопленочных электролюминесцентных элементов и индикаторных приборов;

3. Определенные по данным теоретических и экспериментальных исследований и по результатам математического моделирования рекомендации по выбору способов и режимов управления электролюминесцентными излучателями способствуют обеспечению требуемых значений параметров индикаторных устройств.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается адекватностью используемых математических моделей, корректностью упрощающих допущений, близостью расчетных данных с результатами экспериментальных исследований.

Личный вклад, В диссертации изложены результаты работ, которые были выполнены соискателем лично под научным руководством профессора Самохвалова М.К. Автор разрабатывал методики исследований, проводил теоретические расчеты и эксперименты, осуществлял обработку, анализ и обобщение получаемых результатов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на 4-й Всероссийской научно-практической конференции (с участием стран СНГ) (Ульяновск, 2004 г.), 10-й Военной научно-технической конференции "Актуальные вопросы совершенствования техники и систем военной связи на основе современных телекоммуникационных информационных технологий" (Ульяновск, 2004 г.), школе-семинар «Актуальные проблемы физической и функциональной электроники» (Ульяновск, 2004 г.), Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (Саратов, 2004 г.), Международных конференциях «Опто наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, 2004, 2006 гг.), Научно-технической конференции "Информационные технологии в промышленности и учебном процессе" (Арзамас, 2004 г.), Всероссийском научно-практическом семинаре "Сети и системы связи", (Рязань, 2005 г.), Всероссийской научно-технической конференции "Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического моделирования", (Тамбов, 2006 г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях УлГТУ в 2005-2007 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, из них 2 статьи в журнале, входящем в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка используемых источников. Она

4.5 Выводы и результаты

1. Изучена технология получения тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов и методика измерения их электрических и светотехнических характеристик и расчета параметров.

2. Проведены экспериментальные исследования электрических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов при возбуждении переменным напряжением. Экспериментальные результаты соответствовали данным теоретического анализа математической модели и численных результатов.

3. Экспериментально исследованы зависимости перенесенного заряда, напряжения включения, полного тока и удельной электрической мощности, потребляемой ТПЭЛ конденсатором, при возбуждении синусоидальным и симметричным треугольным напряжением. Изучена зависимость данных параметров от частоты возбуждающего напряжения и последовательного сопротивления схемы управления.

4. Проведены экспериментальные исследования светотехнических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов. Из полученных линейных участков зависимости светоотдачи от яркости определены параметры активаторных центров свечения в люминофоре, совпадающие с результатами других авторов. Экспериментально измеренные вольт-яркостные характеристики соответствовали расчетным данным.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования по математическому моделированию электрических и светотехнических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов позволили сформулировать следующие основные результаты и выводы:

1. Разработана математическая модель тонкопленочных излучателей и соответствующие алгоритм и программная реализация на основании описания электрических эквивалентных схем электролюминесцентных структур, уравнениями, составленными согласно теории электрических цепей. Это позволило рассмотреть электролюминесцентные источники света в качестве компонентов электрической цепи и установить необходимые характеристики приборов, а также использовать полученные в результате расчетов данные для моделирования светотехнических характеристик. Созданная математическая модель также пригодна для определения параметров элементов плоского индикаторного устройства на базе матрицы электролюминесцентных конденсаторов.

2. Посредством математического моделирования электрических характеристик ТПЭЛ приборов проведена серия вычислительных экспериментов, по результатам которой найдены зависимости напряжения включения индикаторов и заряда от условий возбуждения. Установлено, что наиболее чувствительный к условиям возбуждения электролюминесценции режим работы тонкопленочных излучателей имеет место при приложении знакопеременного импульсного напряжения.

3. Определено, что при оптимальных условиях высвечивания и использовании импульсного напряжения электрические характеристики ТПЭЛ приборов (в частности, напряжение включения и заряд, переносимый через люминофор) зависят только от амплитудного значения напряжения, причем вид этих зависимостей линейный. В то время как варьирование длительностью импульсов и временем их нарастания/спада не изменяет параметров устройств. Однако, при увеличении суммарного активного сопротивления схемы (свыше 2,5.5 кОм) значимыми оказываются все параметры знакопеременного импульсного напряжения, а зависимости имеют нелинейный характер.

4. На основе разработанной математической модели дискретного ТПЭЛ излучателя предложена методика расчета параметров матричной индикаторной панели, позволяющий формировать систему нелинейных интегральных уравнений, описывающую устройство, в автоматическом режиме, за счет чего упрощен процесс моделирования ТПЭЛ индикаторных устройств с большим количеством элементов отображения.

5. Проведен анализ процессов возбуждения свечения в люминофорах тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов в рамках модели прямого ударного возбуждения активаторных центров в люминофоре. Осуществлено математическое моделирование светотехнических показателей ТПЭЛ источников излучения на основе решения нелинейного обыкновенного дифференциального уравнения, описывающего кинетику изменения плотности возбужденных центров свечения в пленке люминофора. Установлено, что наибольшие значения средней яркости свечения устройств достигаются при приложении к индикаторам знакопеременного импульсного напряжения.

6. Разработана программа для численного решения на ПЭВМ нелинейного уравнения кинетики яркости свечения методом Рунге-Кутта, обеспечивающая более высокую точность, которой полностью оправдывается дополнительный расход машинного времени.

7. Найдено, что длительность переходных процессов, определяемая по волнам яркости, достигает 8. 10 периодов прикладываемого напряжения. Отсюда следует, что для получения высоких уровней яркости электролюминесцентных устройств необходимо обеспечивать высвечивание индикаторных элементов пакетами импульсов знакопеременного напряжения, причем их длительность должна быть не менее времени достижения установившегося режима работы ТПЭЛ источников.

8. На основе модели прямого ударного возбуждения центров свечения в люминофоре получено аналитическое соотношение для средней яркости излучения тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов, показывающее зависимость ее величины от условий возбуждения и свойств тонкоплёночной структуры. Установлена зависимость между яркостью излучения и светоотдачей источников излучения, позволяющая определить оптимальные режимы управления индикаторными устройствами.

9. Проведены экспериментальные исследования электрических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов при возбуждении переменным синусоидальным и симметричным треугольным напряжением. Экспериментальные результаты соответствовали данным теоретического анализа математической модели и численных результатов.

10. Проведены экспериментальные исследования светотехнических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов. Из полученных линейных участков зависимости светоотдачи от яркости определены параметры активаторных центров свечения в люминофоре, совпадающие с результатами других авторов. Экспериментально измеренные вольт-яркостные характеристики соответствовали расчетным данным.

11. Полученные соотношения для расчета электрических и светотехнических характеристик могут использоваться для экспериментального определения параметров люминофоров в тонкопленочных структурах, для выбора материалов и разработки конструкций электролюминесцентных источников излучения.

1. Хениш Г., Электролюминесценция. Перевод с английского под редакцией B.C. Вавилова.- М.: Мир, 1964.- 455 с.

2. Верещагин И.К., Электролюминесценция кристаллов. М.: Наука, 1974.280 с.

3. Георгобиани А.Н., Пипинис П.А., Туннельные явления в люминесценции полупроводников. -М.: Мир, 1994. 224 с.

4. Казанкин О. И., Лямичев И.Я., Соркин Ф.В., Прикладная электролюминесценция. Под редакцией М.В. Фока. М.: Советское Радио ,1974.-414 с.

5. Деркач В.П., Корсунский В.М., Электролюминесцентные устройства. -Киев: Наукова думка, 1968. 302 с.

6. Самохвалов М.К., Конструкции и технология тонкопленочных электролюминесцентных индикаторов. Ульяновск: УлГТУ, 1997. - 56 с.

7. Самохвалов М.К., Тонкопленочные электролюминесцентные источники излучения. Ульяновск: УлГТУ, 1999. - 117 с.

8. Верещагин И.К., Ковалев Б.А., Косяченко Л.А., Кокин С.М., Электролюминесцентные источники света. М.: Энергоатомиздат, 1990168 с.

9. Власенко Н.А., Тонкопленочные электролюминесцентные излучатели // Физические основы полупроводниковой электроники. Киев: Наукова думка, 1985.-с. 254-268.

10. Мозжухин Д.Д., Бараненков И.В., Тонкопленочные электролюминесцентные индикаторные устройства. Зарубежная радиоэлектроника, 1985, №7, с. 81-94.

11. Herman М.А., High-field thin-film electroluminescent displays. Electron. Technol., 1986, v.19, №1-2, p.23-58.

12. Рахлин М.Я., Родионов В.Е., Бойко В.П., Тонкопленочные электролюминесцентные зеленые излучатели с керамическим диэлектриком. Письма в ЖТФ, 1989, т. 15, №17, с. 67-71.

13. Бараненков И.В., Перспективы создания плоских панелей дисплеев с полной цветовой гаммой на основе тонкоплёночных электролюминесцентных устройств. Зарубежная радиоэлектроника, 1988, с. 60-67.

14. Парфенов Н.М., Кокин С.М., Беккер Б.Г. и др., Влияние диэлектрика на параметры тонкопленочных электролюминесцентных структур. Известия ВУЗов. Физика, 1986, т. 29, №4, с. 119-120.

15. Howard W.E., The importance of insulator properties in a thin-film electroluminescent devices. IEEE Trans, on Electron Devices, 1977, v.ED-24, №7, p.903-908.

16. Бригаднов И.Ю., Самохвалов M.K., Получение и свойства диэлектрических и люминесцентных пленок электролюминесцентных композиций на основе сульфида цинка. Известия ВУЗов. Материалы электронной техники, 1998, №3, с. 64-68.

17. Kobayashi Н., Tanaka S., Shanker V. et al., Multicolor electroluminescent ZnS thin films doped with rare earth fluorides. -Phys. Stat. Sol. (a), 1985, v.88, №2, p.713-720.

18. Suyama Т., Sawada N., Okamoto K., Hamakawa Y., Multi-coloring of thin-film electroluminescent device. Jap. J. Appl. Phys, 1982, v.21, Suppl. 21-1, p. 383-387.

19. Muller G.O., Basics of electron impact-excited luminescence devices. Phys. Stat. Sol. (a), 1984, v.81, p. 597-608.

20. Chen Y.S., Krupka D.C., Limitation imposed by field clamping on the efficiency of high-field ac electroluminescence in thin films. J. Appl. Phys., 1972, v.43, № 10. - p.4089-4096.

21. Smith D.H., Modelling a.c. thin-film electroluminescent devices. J. Luminescence, 1981, v.23, №1, p.209-235.

22. Самохвалов M.K., Кинетика токопереноса в тонкопленочных электролюминесцентных излучателях при возбуждении переменным напряжением. Письма в ЖТФ, 1994, т.20, №6, с. 67-71.

23. Самохвалов М.К., Электрические характеристики тонкопленочных излучателей при возбуждении электролюминесценции переменным напряжением. Письма в ЖТФ, 1997, т.23, №6, с. 1-4.

24. Сухарев Ю.Г., Андриянов А.В., Миронов B.C., Кинетика электрического поля, волны тока и яркости в тонкопленочных электролюминесцентных структурах. Журнал технической физики, 1994, т.64, №8, с. 48-54.

25. Mach R., Muller G.O., Efficiency and saturation in AC thin film EL structures. -Phys. stat. sol.(a), 1984, v.81, №2, p.609-623.

26. Singh V.P., Sivacumar P., Aguilera A. et al., An analytical model for electron transport and luminance in SrS: Cu,Ag ACTFEL display devices. IEEE Trans, on Electron Devices, 2004, v.51, №3, p.357-363.

27. Howard W.E., Sahni 0., Alt P.M., A simple model for the hysteretic behavior of thin-film ZnS:Mn thin-film electroluminescent devices. J. Appl. Phys., 1982, v.53, №1, p.632-647.

28. Jarem J.M., Singh V.P., A computionally simple model for histeretic thin-film electroluminescent devices. IEEE Trans, on Electron Devices, 1988, v.35, №11, p.1834-1841.

29. Neyts K.A. and De Visschere P., Analitical model for thin-film electroluminescent devices. J. Appl. Phis., 1990, v.68, №8, p. 4163-4171.

30. Alt P.M., Thin film EL devices: Device characteristics and performance. -Proc. of the SID, 1984, v.25, №2, p. 123.

31. Васильченко В.П., Уйбо JI.Я., Об эквивалентной схеме электролюминесцентного конденсатора. Оптика и спектроскопия, 1985, т. 18, №2, с.341-343.

32. Runyan W.G., Wick G.L., ACTFEL modeling for the electronic drive system designer. SPJE Advances in Display Technology, VI, 1986, v.624, p.66-72.

33. Самохвалов M.K., Эквивалентная электрическая схема тонкопленочных электролюминесцентных излучателей. Письма в ЖТФ, 1993, т.19, №9, с.14-18.

34. Самохвалов М.К., Электрическое моделирование тонкопленочных электролюминесцентных излучателей. Микроэлектроника, 1994, т.23, №1, с.70-75.

35. Самохвалов М.К., Гусев А.И., Тонкопленочные электролюминесцентные индикаторные устройства. Известия ВУЗов. Радиоэлектроника. Военные электронные технологии, 2002, т.45, №3-4, с. 58-63.

36. Самохвалов М.К., Гусев А.И., Переходные электрические процессы в тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторах с последовательным сопротивлением цепи в схемах управления. -"Электронная техника", сб. научн. трудов, Ульяновск, УлГТУ, 2003, с. 7983.

37. Забудский Е.Е., Самохвалов М.К., Моделирование электрических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных индикаторных устройств. Микроэлектроника, 1999, т.28, №2, с. 117-125.

38. Bringuier Е. Charge transfer in ZnS-type electroluminescence // J. Appl. Phys. 1989. - Vol. 66, № 3. - P. 1314-1325.

39. Neyts K.A. et al. Observation and simulation of space-charge effects and hysteresis in ZnS:Mn ac thin-film electroluminescent devices // J. Appl. Phys. -1994. Vol. 75, № 10. - P. 5339-5346.

40. Keir P.D., Ang W.M., Wager J.F. Modeling space charge in ACTFEL devices using a single-sheet-charge model // SID Conf. Digest. 1995. - P. 476-479.

41. Бараненков И.В., Петров В.Н. Электролюминесцентные индикаторные устройства с памятью//3аруб. радиоэлектроника.- 1985. -19. С. 61-69.

42. Davidson J.D. et al. Electrical characterization and modeling of alternating current thin-film electroluminescent devices // IEEE Transactions on Electron Devices. 1992. - Vol. 39,15. - P. 1122-1128.

43. Schmachtenberg R. et al. A large area 1024x864 line ACTFEL display // SID Conf. Digest. 1989. - P. 58-60.

44. Aberg M. et al. Modeling and simulation of an ACTFEL display // SID Conf. Digest.- 1990.-P. 242-245.

45. Забудский E.E., Самохвалов M.K. Математическое моделирование тонкопленочных электролюминесцентных индикаторных устройств //Вестник Ульян, гос. техн. ун-та. Сер. Информ. технологии. 1998. - № 1. - с. 95-104.

46. Электролюминесцентные источники света / Под ред. И.К. Верещагина. -М.: Энергоатомиздат, 1990. 168 с.

47. Douglas А.А., Wager J.F. Electrical characterization and modeling of ZnS:Mn ACTFEL devices with various pulse waveforms // SID Conf. Digest. -1992.-P. 356-359.

48. Aberg M. An electroluminescent display simulation system and its application for developing grey scale driving methods // Acta Polytechnica Scandinavica. Electrical Engineering Series. 1993. - № 74,76 p.

49. Самохвалов M.K, Морозов C.B. Математическое моделирование электрических характеристик тонкопленочных электролюминесцентных индикаторов // Материалы всероссийского научно-практического семинара "Сети и системы связи".- Рязань: РВВКУС, 2005.- с. 139-142.

50. Расчет электрических цепей и электромагнитных полей на ЭВМ / Под ред. JI.B. Данилова и Е.С. Филиппова. М.: Радио и связь, 1983. - 343 с.

51. Шуп Т. Прикладные численные методы в физике и технике: Пер. с англ. / Под ред. С.П. Меркурьева. М.: Высш. шк., 1990. - 255 с.

52. Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на фортране: Пер. с англ. М.: Мир, 1977. - 583 с.

53. Численные методы в инженерных исследованиях / В.Е. Краскевич, К.Х. Зеленский, В.И. Гречко. Киев: Вища шк., 1986. - 263 с.

54. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров: Пер. с фр. М.: Наука, 1967.-779 с.

55. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. М.: Наука, 1967. - 368 с.

56. Хемминг Р.В. Численные методы для научных работников и инженеров: Пер. с англ. М.: Наука, 1972. - 400 с.

57. Самохвалов М.К., Перенос заряда в тонкопленочных электролюминесцентных структурах. Письма в ЖТФ, 1995, т.21, №15, - с. 78-82.

58. Васильченко В.П. и др. Выбор длительности возбуждающих импульсов электролюминесцентной тонкопленочной матрицы // Изв. вузов. Физика. 1987. №12. с. 59-62.

59. Власенко Н.А. и др. Влияние амплитуды и длительности возбуждающего импульса на кинетику электролюминесценции пленок ZnS:Mn // Вопросы физики электролюминесценции.- Днепропетровск, 1979. с. 88-96.

60. Brunei С., Pecile D., Poinsard P. EL display module modeling // Conf. Rec. Int. Display Res. Conf. 1985. - P. 150-152.

61. Hope L.L. et al. Fabrication of very large electroluminescent displays // Proc. of Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1983. - Vol. 386. - PP. 58-62.

62. Забудский E.E., Гайтан B.B. Методы управления тонкопленочными электролюминесцентными панелями переменного тока. Приборы и системы управления. - 1997. - № 11. - С. 56-63.

63. Забудский Е.Е. Моделирование параметров матричных электролюминесцентных панелей // Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем: Тез. докл. Всерос. науч.-практ. конф. Ульяновск: УлГТУ, 1998. - С. 133-134.

64. Власенко Н.А., Гурьянов С.Н. Электролюминесценция тонких пленок. Состояние исследований и нерешенные проблемы // Изв. АН СССР. Сер. физическая. 1985. - Т. 49, № ю. - С. 1909-1915.

65. Самохвалов М.К. Исследование свойств цинк-сульфидных люминофоров в тонкопленочных структурах // Журн. прикл. спектроскопии. 1995. - Т. 62, Вып. 3. - С. 182-185.

66. Allen J.W. Impact excitation and ionization // J. of Luminescence. 1981. -Vol. 23,4-2.-P. 127-139.

67. Miiller G.O., Mach R. Physics of electroluminescence devices // J. of Luminescence. 1988. - Vol. 40&41. - P. 92-96.

68. Самохвалов М.К. Вольт-яркостная характеристика и светоотдача тонкопленочных электролюминесцентных структур // ЖТФ. 1996. - Т. 66, Вып. 10.-С. 139-144.

69. Neyts К.А. et al. Transient measurements on AC thin-film electroluminescent devices // Proc. of 6th Int. Workshop on Electroluminescence. -1992.-P. 140-145.

70. Zeinert A. et al. Transient measurements of the excitation efficiency in ZnS-based thin-film electroluminescent devices // Jap. J. of Appl. Phys. 1996. - Vol. 35, №7.-P. 3909-3913.

71. Морозов C.B., Гусев А.И. Моделирование динамических яркостных характеристик тонкопленочных электролюминесцентных источников излучения // Сборник научных трудов Ульяновского высшего военного инженерного училища связи Ульяновск, 2007.- С.66-70.

72. Самохвалов М.К, Давыдов P.P., Определение параметров активаторов в люминофорах тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов // Письма в ЖТФ, 2002, т.28, №24, с. 58-62.

73. Miiller G.O. et al. Measuring on thin film devices // Phys. Stat. Sol. (a). -1988.-Vol. 110.-P. 657-669.

74. Бригаднов И.Ю., Самохвалов М.К. Влияние условий получения сульфида цинка на характеристики тонкопленочныхэлектролюминесцентных конденсаторов // Лазер, техн. и оптоэлектрон. -1993.-№1-2.-С.48-50.

75. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств: Справочник. -М.: Радио и связь, 1991.-528 с.

76. Фокин О.С., Забудский Е.Е. Погрешности измерений характеристик тонкопленочных электролюминесцентных источников излучения // Тез. докл. 30 науч.-техн. конф. Ульяновск: УлГТУ, 1996. - Ч. 1. - С. 82.

77. Wager J.F., Keir P.D. Electrical characterization of thin-film electroluminescent devices // Annu. Rev. Mater. Sci. 1997. - Vol. 27. - P. 223248.

78. Myers R., Wager J.F. Transferred charge analysis of evaporated ZnS:Mn alternating-current thin-film electroluminescent devices // J. Appl. Phys. 1997. -Vol. 81, №1.-P. 506-510.

79. Забудский E.E., Фокин O.C. Расчет мощности рассеивания электролюминесцентных конденсаторов // Тез. докл. 32 науч.-техн. конф. -Ульяновск: УлГТУ, 1998. Ч. 2. - С. 4-5.

80. Ono Y.A. et al. Transferred charge in the active layer and EL device characteristics of TFEL cell//Jap.J.of Appl. Phys. 1987. - Vol. 26,1 9. - P. 14821492.

81. Max P. Электролюминесценция в поликристаллических полупроводниках // Поликристаллические полупроводники: Физические свойства и применения: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 344 с.

82. Abu-Dayah A., Kobayashi S., Wager J.F. Internal charge-phosphor field characteristics of alternating current thin-film electroluminescent devices // Appl. Phys. Lett. 1993. - Vol. 62, № 7. - P. 744-746.

83. Забудский E.E. Влияние элементов схемы управления на работу электролюминесцентных индикаторов // Тез. докл. молодеж. науч. конф. -М.: МГАТУ, 1996. Ч. 4. - С. 129-130.

84. Забудский Е.Е. Зависимость электрических характеристик электролюминесцентных индикаторов от схемотехнических факторов // Тез. докл. 30 науч.-техн. конф. Ульяновск: УлГТУ, 1996. - Ч. 1. - С. 83-84.

85. Neyts К.А., De Visschere P. Measuring the current-voltage characteristics of thin-film electroluminescent devices // Acta Polytechnica Scandinavica: Appl. Phys. Series. -1990. № 170. - P. 291-294.

86. Singh V.P., Krishna S., Morton D.C. Electric field and conduction current in ac thin-film electroluminescent display devices // J. Appl. Phys. 1991. - Vol. 70, №3.-P. 1811-1819.

87. Ogawa M. et al. Luminescence and conduction charge in thin-film electroluminescent devices //J. of Luminescence. 1984. - Vol. 29. - P. 11-29.

88. Perry T.S. From lab to lap // IEEE Spectrum. 1985. - Vol. 22, № 7. -P. 53-59.

89. Westaim makes technological breakthrough' with flat panel displays. Westaim Corp. Press Release. Sep. 15,1997.

90. Apt Ch. M. Perfecting the picture // IEEE Spectrum. 1985. - Vol. 22, 1 7. -P. 60-66.

91. VALUES *cur, *curl, *cur2, *cur3, *cur4;1.--------------------------------------------------------------------------fastcall TFMain: :TFMain(TComponent* Owner)1. TForm(Owner)

92. ColColumn=100; My = new floatColColumn.; SizeX=2;

93. Application->CreateForm(classid(TFOptions), &FOptions);

94. ChartFX->Width=ClientWidth;

95. ChartFX->Height=ClientHeight-Panell->Height-ProgressBarl->Height;

96. Xel. = atof(sxy); sxy[0] = 0; e = 0; continue;if(s1.==Y) {

97. Yel. = atof(sxy); sxy[0] = 0; e = 0; el++; continue;sxye. = s1.; sxy[e+l] = 0; e++;if (e == 48 | el>count) {cnt = 0; delete X; delete Y; X = NULL; X = NULL;1. Application->MessageBox(

98. ChartFX->OpenDataEx(CODVALUES ,1, FMain->ColColumn/FMain->KoefMedian); counter=l;1. ChartFX->Visible=false;len = new floatFMain->ColColumn.;

99. ZeroMemory(len, sizeof(float)*(FMain->ColColumn));for (ii=0;ii<10;ii++){xxii.=0; yy[ii]=0;}for (ii=0;ii<ChartFX->NValues;ii++) ChartFX->Valueii.=0;

100. FMain->ProgressBarl->Visible=true;

101. FMain->ProgressBarl->Max=cur 1->max;if (FMain->R2) {1. FMain->SizeX=X0.;

102. Application->ProcessMessages();