автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Пленочные электролюминесцентные элементы микроэлектронных индикаторных устройств

РГБ ОЛ

2 8 АВГ 1995

На правах рукописи

БРИГАЛНОВ Игорь Ерьевич

ПЛЕНОЧНЫЕ ЭЛЕКГГСЛШЙШСЦЕ1ГГНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ШРОЭЛЕКТРОНШХ ИНДИКАТОРНЫХ УСТРОЙСТВ

05.13.05 - элементы и устройства вычислительной техники к систем управления

Автореферат

диссертации на соискание .ученой" степени кандидата технических наук

Ульяновск - 1995

Работа выполнена в Ульяновском'Государственном техническом университете

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Ц.К. Самохвалов Научный консультант : кандидат физико-математических нау;

доцент Н.Т. Гурин

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

В.II. Стучебшшов

Ведущая организация : Ульяновское конструкторское бюро

приборостроения

Защита состоится "27" сентября 1955 года в часов но заседании диссертационного совета Д 054.21.01 в Ульяновски Государственном техническом университете ( 43^700, Ульяноь-п ул. Северный Взнец, 32 )

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского Государственного технического университета

кандидат технических наук,директор Ульяновского филиала ИКЗ РАН, член-корреслондент международной академии информатизации A.A. Еирок<

Автореферат разослан

Учёный секретарь диссертационного совета доктор техн. наук, профес<

П.И. Соснин

сбшдя ха?лкг2б:сг:нл работы

Актуальность рлботи. Наряду с развитием и гироккм ш:езрз-икеи во к:;эгне сфзри деятельности чологока хагсислитольной тех-кккк, автоматизированных систем управления, ин^оригикошшх я •53К0РИТСЛЬ!^ГГ систем и приборов происходит копрерувноз созер-иенстгокание входящее в их состаз средств отображения информация (ООИ). йщтааторше устройства (КУ) является одними ко самих агииалс составных пастей СО И и во многом определяй? их структуру. К числу наиболее перепекткпкюс ИУ относятся злектролг;.::;-несцектпие ивдикаторч (ЭЛИ), в том тглсле и токкоплекотшне. Среди различных типов активных 12У (злзктроняо-яучоЕых, вакуушо-явмиизецеатгаас, газоразрашшх) ЭЛИ заигаяо* особой место благодаря твераотельноя ллоскоз ссигтруккяи, Снетродейсггст, етроко-му диапазону рабочих температур. К дссто'.шстеон ?сшопязио«ких (ТП) ЭЛ! слздует отнзети высокие яркость, контраст, рлзрееагцу» способность, устойчивость я радипичошда воздгЯстозда» больгой угол обзора, возмзтаюегь г,ояу «»кал индикаторов большой плозади а др.

Усилия ряда вэдуких .рири о области электроники и приборостроения направлен на исследование и разработку ТП ЭЛИ, нахо-длгднх применение в т.;чие.литаяькаа техника, систзизх контроля ;! управления и т.д. 3 настоящее время разработаны разнообразные конструкции кедикатороя, з основном опрэдэлаш и аселедозана материала для изготовления ТП индикаторных эяааентоа (Ю), ис-следоиапы характеристика ТП ЭЛИ различных цветов свечения.

ЕЬ'эстэ с тем до сих пор недостаточно изучено влияние конструктивных параметров и ссобенностэй, свойств материалов к условий получения ТП га на взхкейаиз характеристики-ТП ЭЛИ (элекг-ролюминесценткых конденсаторов (ЭЯ1С)), такие как яркость, сво-тоотдачу, рассеиваемую мощность, что является необходимая для создания надент устройств с высокими значениями эксплуатационных параметров.

Данная работа посвящена репенио указагаялс проблем на основе теоретического анализа и экспериментальных исследований ТП эли.

3 Ульяновском государственном техническом университете в течение ряда лат разрабатывалась методы получеши и исследования

свойств ТП ЭЛИ, кот ода и устройства управления индикаторными приборами к их применение в СОИ. Дальнейшее развитие работ те se обусловило необходимость теоретического анализа в экспериментальных исследований указанных проблей. Основные результат исследований отражены в госбюджетных к хоздоговорных работах, выполняемых на кафедре микроэлектроники и технологии электрон ной аппаратуры н в проблемной научно-исследовательской лзбора тории шгероэлектронных средств отображения и регистрации инфо мации Ульяновского государственного технического университета •прозодкь&йс в соответствии с:

координационным пяаноа АН СССР по проблеме "Измерительны процессы и систскы" на ISS5-I990 г.г., координационные планом научно-исследовательских работ секции физики и радиоэлектрони: Поволжского регионального координационного и методического совета Ж СССР и Минвуза Р05СР, научно-технической програшой Гособразованнл СССР "Оптические процессы" на 1989-1992 г.г., меавузовсхой научно-технической программой Комитета по Высшей школе Российской Федерации "Оптические процессоры" на 1993 го, и единым закаэ-нарядсм Ииквуза Российской Федерации на I99J-1995 г.г.

Цель работа. Исследование зависимости электрических и cbi тотехнических характеристик ЭЛИ от конструктивно-технологических параметров ТП структура для разработки ИЗ и устройств с Б! сокиии выходными параметрами и новых конструктивных вариантов светокзлу чащах приборов.

Дяя достижения указанной цели в работе поставлены и решена следующие задачи:

1. Анализ влияния конструктивных параметров

и свойств материалов ТП ИЭ на значения порогового напряжения, рассеивазмой мерности и светотехнические характеристики ЭЛК.

2. Экспериментальна исследования влияния конструктивных параметров и свойств материалов ТП ИЭ на значения порогового напряжения,' рассеиваемой мощности и светотехнические характеристики ЭЛК.

3. Изучение свойств разлтокых диэлектрик ;ских и лвыинес-центкьв пленок для выяснегет возыашоста'их использования в качестве кокпонентоа при создании надежных ТП ЭЛИ с высоким» значениями аксплуатаиионшх характеристик.

4. Изучение влияния усяотп ?ор!:нрсЕанпл пленок гсиздю'дра í конструктаыгых особенностей ÍD на ссототвхкотеские каргктз-ристняи ТП ЭШС.

5. Эксяэр'.азнталыпгй иослэдоеэяия эдаятрпчэскях, сеетотзх-г.:чзских характеристик Э.ЧК различных цвотоз спечзния >:э основа доксуаьфадшх лешдаофсров.

6. Разработка я исследование новшс ткпоа ТП 3.1Й - ЭЛЦ с соипозкциошяш жидким дкэгектргкои (1ОД).

' Положения. вшгостп-'в на защиту, заклячаэтсл в сдздукцгм:

1. Устзкозлена тгорзтичоские а эхспзриаэнтальнцэ хораптзрастик ЭЛИ от конструктивная порсизтроз ТП ИЗ, позео-

иплпэ производить выбор материала я хонструкцп! ТЯ ЗХН.

2. Устанозлоно, что пленка тверда* раегготега оксчпэч цкр-:сняя 'л иттрия обгадзл:! опти«зльким сочетанием ei^o:::*.;: кзолг-!j't!~;ix и тезснояопг-гэсгпс свойств ерэдп иеслздоэзгадгх д^ол-литри-

ЙСКИХ ПЛ2Н0П. •

3. Определено злтглииз услозий формирзеепуи пленки лгмик^-ро~ и на оензза сульфида цякхз но яркость и светоотдачу 'ТП ЭДХ.

4. Пояучзнше повив понстрзктагкгз рюгэжм ют-гептэроз с :ополъзованисм 1ОД с-тоя позволяя» сократить г.одтгеостгз Г-3 слозп язктродкгякоецзнтной структур; и гозисихь 03 нзд0"н0сть.

5. Тзоретичзскя и экспериментально установлено, что соот-етстзае характеристик ТП ЭЛИ я ОЛК с К=Щ обусловлено «спользо-анисм одинакового ТП лк.'.яиопора, а отлично сгойств езязппо с -зэлтем параметров ТЛ и яошозициокного »идчого дкэлоктрпяее-

йх ся02в.

Научнзя новизна

1. Проведен аказкз рассеякяк ксдпоста в пяензах ш.*.'лнэ$ора диэлектрика ЭШ в завпекаети от ях конструктивных г.арэизтров сеойстп материалов.

2. Проведен анализ 5'. яееяадоезкц 32е::с:к,'.остп спэтотегшчос-üx характеристик от конструктивна« параметров ТП ЭЛЯ a огект-ичйских свойств диэлектрических пленок.

3. Исследованы электрические свойства диэлектрических пле-ох твердых растворов оксидов циркония и иттрия»-полученных иа-одои злеятронно-лучзвого испарения.

4. Прор.здеш экспоргазнтальпыз исследования влияния условий эрмирования плзнки лоиинофорэ па основе сульфида цинка и кокет-

б

рутинного располог.егтя диэлектрических слоев на характеристики 1П

о. ПрсдлоЕс-н оригинальный вариант конструкции ТП ЗЛИ с КЗД. Проведены охсспарклсенталькш исследования влияния состава, параметров К2Д снег, на характеристики ОЛК.

Практическая ценность работы состоит:

а) е определении влияния конструктивах параметров к свойств материалов ТП КЗ ка значения рассеиваемой мо~ности, светотехнические характеристики ЗЛК, что позволяет управлять характеристика;.;;: ЭДИ на этапе проектирования, иагстовлекэд и эксплуатации;

б) в выработке га основе экспериментальных исследований параметров пленок ТП КЗ, влияния условий формирования люминесцентного слоя, конструктивного расположения слоев на характеристики ЭЛК рекомендаций по выбору материалов, конструкции и способа и изготовления ТП структур, обгепзчквакзцях высокие значения эксплуатационных параметров, надежность работы НУ;

б) в определении пригодности люминофоров на основе¿>¿5 -"/¿"/\5 (зеленая цвет свечения), (кроений цвет свечения)

для создания ыногсцЕетньвс ТП ЭЛИ.

г) в разработке конструкция ЗЛК с КЦЦ и определении зависимости характеристик 13 от ссеТава композиции.

Внедрение результатов работа осуществлено на Ульяновском радиолаылэвом заводе.

Аггробпция|работ». Основные результаты работы были представлены и доложены на Всесоюзном семинаре молодых учегегх и специалистов ь области микроэлектроники (Ульяновск, 1909), Всесооэ-нсм сеглшаре "Низ;;отокнературкке технологические процессы в злектроиакс" Шкекск, 1990), Всесоюзной,конференции по физике и химии редказемелыяхе полупроводников (Саратов, 1990), республиканской научпо-техшческой конференции "Кобыз электрокшо приборы и устройства" (¡¿>сква, 1991), Есеоо»зш>; научно-технической ютференцяк "Пути развития оязктроших средств в задачи Еис-пей околы е подготовке специалистов соответствующей квалификации (Ульяновск, 1991), Всесоюзной конференции по физике окисных пленок (Петрозаводск, 3991), Всесоюзной конференции по олектро-лаикносценцик (Ангарск, 1591), науш$о-техн::ческой конференции СИГ "Физические осиеш деградации и надокностк полупроводниковых праборзв и интегральна схем* (Еакиий Новгород, 1992), научно-

технической конференции СНГ "Микроэлектроника в машиностроении" (Ульяновск, 1592), 4 международном симпозиуме "Развитие автомобильной электроники и электрооборудования* (Суздаль, 1993), ежегодных научно-технических конференциях преподавателей и сотрудников УлГТУ (1988-1995 г.г.)

Публикация. Результата исследований отражены з 20 научных работах,' среди которих I авторское свидетельство.

Структура и о(?ьсм работы. Диссертация состоит из. введения, пяти глав, заключения и списка литературн, содержит 170 страниц текста, вяло-одет 41 рисунок, 2 таблица, библиография ко 132 наименований.

. СОДгШШЕ РАЕОТС

Первая|глава. Современное состояние проблем создания топ-копленочшх олзктролгиякесцен'Пгвс индикаторов.

Глава носит обзорно-аналитический харзатзр. В к^й проведен анализ кзвестк« к настоящему вреиена дсннах о з-.адах ЭЛ11, типах ТП ЭЛИ, мзтодах изготовления я характеристике* ТП ЭЛЯ. Сравнение видов ЭЛИ показало, что наиболее перспсг{тззге.~я являются ТП ЭЛИ переменного тока.' Обнаружено, что среди из в о тс га." типов ТП ЭЛИ переменного тока наиболее распространена приборы на основе сонкопленочкых структур МДДДУ (прозрачней эдектрод-дизлектрик-лшинофар-дяэлектркк-кетзлл), состоящих кз последовательно нанесенных из стеклянную подложку слоев с использованием мег-одоз получения тонких пленок. Анализ требована?!, предьлзадешх к материадац ТП структура и методов изготовления ЭЛИ позволил произвести выбор наиболее приемлемых из них. В настоящее вреул в основном определена и исследованы материалу, щжмэняевде для создания прозрачных и непрозрачных электродов, прозрзчпой диэлектрической подлсотга. Установлено, что в качестве лшинес-центнкх материалов в основное используют сульфид цинка, легированный марганцем ила фторидами редкоземельных элементов, а также лтино$оры, являющиеся пирогсозонныда полу проводниками. Наиболее часто в качестве диэлектрических прозрачных слоев использует пленки оксида иттрия и других редкоземельных металлов. Болыауэ часть ТП ЭЛИ изготавливают методом электронно-лучевого испарения в вакуума.

ПроЕеденжа анализ основных результатов исследований злект рпчеекнх к светотехнических характеристик ТП ЭЛИ показал, что опрсделзпь; фактору, влияние на вагиней^пэ характеристики таких прибороь, проьедеш! отдельное исследования ТП ИЭ с различными значения«* тодздтна слоев диэлектрика, лааинофора, относительной даолзйтрячгской проницаемости диэлектрика, изготовленных с поколь« различных изтодов. В.:зсте с тем, сведамл носят разрознен нлй к часто противоречивый характер, слабо разработано математическое описание основных приборных характеристик ТП Э,ТИ, поз-воялкг.ее показать взаимосвязь усяогий ЕОаЗуздешы к выхода налу чепил, сцеппгь эффективность преобразования электрической энергии п. светоЕОа излучение, определить влияние параметров слоев ТП структура ГО и свойств штсраалоь "на характеристики приборов

Из основа результатов анализа были е?срцулпроьани основное задач'.; иссясдоеенкй.

Втотоя гдавя. "Анализ оав«са«оста электрических и светотехнических характеристик алс-ктроламинесцентннх конденсаторов от ко;.'сгру;ггкБ1аге пара:„'зтрсь тонхопденочного индикаторного элемента".

В данной г.-чва проведен теоретический анализ влияния колет-руктишдй параметров ТП Ш> на значения рабочих напряжений, рас-сзисаекой ьсдпости, яркости и светоотдачи ТП ЭЛК. Область рабо-ч;гх нгпрлг.з;тя ОЛИ ограничивается значения:.;!! порогового и пробивного иопряхегшй. В результате теоретического анализа определена область значений диэлектрической проницаемости изолирующих слоев, достаточных для существенного енкения порогового напряжения. Сцандо области Сезопаскш: для работы ТП ОЛИ напряжений позволила установить, что максимально допустимое рабочее напряжение, прчкяадинасаоа с ЭЛК, опредзядотек электрический-,? проч-ностлмц, н толзшюия слоев диэлектрика и дсакнофора.'

Особое внияаше в глеь-з уделено определению зависимости величин рассеиваемой в ТП ЭЛИ модности. Проведен теоретический 1 анализ влияйте конструктивных параметров на электрическую косность, рассзиваому» ь ЭЛК. Получено выражение для средней рассеиваемой в пдашс® яизйпюфора ноцности:

р&я(а -Ем ^^"^Емси , (I)

:»че Руал - удедьнм мощность, досеиваемся в слое дчминофора 13 единицу площади; / - 1?зстота розйугсда.чцего папрчкен;<я;

Ц - амплитуда возбуздягарго напряжения; £.у и Сл - И1-.о-;цтелькые диэлектрические арокнцаеиос'гч диэлектрики и якминаЪара; ;оответстиеьно; (1а и - толщины диэлектрического и лр-

«¡нзснентного слтрь, соответственно; £, - здзктрнчеспяя постоянная ¿в - Ф/м; Епа - пороговая напряженность »лектрпческого поля в люминофоре.

В силу конечности значений удельного сопротивления диэдект-/лкз в диэлектрических пленках так^е происходит рассеян?!® цоэдос-,и. ВпсрЕне исследовано влияние потерь в дизяэктрике но эяектри-юск^е свойства 1П ЗЛИ. Получено сиракен^е, покязцвяоцее зависа-:оеть рассеиваемой в диэлектрическое; пленке мо^ноеТ': >т толхина, диэлектр'р^екой пронтаемости, удельного с^протииле-¡чя изолпрукцего слоя, в соответствии с котором рассчитав чпелои-\ив значения удельно»1? мощности, рассеиваемой з диэлектрике, для !3?личкнх параметров диэлектрических слоев.

Сравнение ргесекваоимх в слоях л1™д'.;но£ара и диэлектрика ющностей позволяет определить область безопасных для работу ЗП •ЛИ ргяиков работы, минимально допустимые значения толции и ди-лехтр!чеекпх лрон'.шае^остсй этих пленок, удельного сопротивления диэлектрика.

Дтлее в гляво проведен теоретический сичлиз влияния конст-уктигннх перакз'/ров Ид на светотехнические характеристика 'ГП ■ЛК, в результате которого получено выражение для определена родней яркости излучения вер :

(2)

£ и средней яркости:

^Рср-во

вер~ <1>Рср + я8о

установлена взаимосвязь светоотдачи

(3)

где fa и Во - параметр», рассчитываемые с учетом влияния механизмов взаимодействия электронов и активаторов и конструктивно-технологических факторов, Рср - мощность, рассеиваемая в ЗЛК.

Анализ приведенных выше зависимостей (2) и (3) показал, что с уменьшением толщины диэлектрического и увеличением толщины люминесцентного слоев, происходят увеличение яркости и снижение светоотдачи ТП ЭЛИ. Кроме того, использование ниэкоомных диэлектриков также приводит х увеличению яркости и снижении светоотдачи приборов. Зависимости яркости и светоотдачи от диэлектрической проницаемости изолирующих слоев носят более сложный характер.

Проведенный во второй главе теоретический анализ позволил получить математическое описание основных приборных характеристик ТП ЭЛИ, устанавливающее их зависимость от условий возбуждения, конструктивных, параметров слоев ТП ИЭ и свойств ыатериалов. Выполненные исследования дают возможность выработать практические рекомендации по проектированип ТП ЭЛИ с требуемыми

функциональными параметрами.

Третья глава. Получение и исследование свойств диэлектрических и люминесцентных тонхих пленок.

Данная глава посвящена экспериментальным исследованиям электрических свойств диэлектрических и лшшйсцентных тонких пленок, применяемых для создания ЗЛИ.

Проведена исследования электрических свойств диэлектрических тонких пленок твердых растворов оксидов циркония и иттрия, полученных методом электронно-лучевого испарения, показавшие, что пленки данного состава обладали высокими изолирующими свойствами. Значения сспорных электрических параметров составляли: диздектрзческая проницаемость 18+19, удельное сопротивление »слабых полях Ю12*Ю13 Ом* см, электрическая прочность (3<5)*1Сг В/см. Проведенные исследования показали хороиуп вое* произвольность а стабильность свойств планок твердых раствороп охсадов циркония и кттрад.

Исследования электрических свойств люминесцентных тонхих пленок сульфида цинка, полученных термическим и электронно-луч' вым испарением в вакууме, позволили определить основные значения электрических параметров данных пленок; диэлектрическая

имцзеыость 8,5, электрическая, прочность (1+3)* 10^ В/си. Обкалено, что тонкие пленки сульфида цинка являлись высокоомниии 1вльное сопротивление от 2" 10® до ЗЧС^ Ом-см). Установлено, > электрические свойство пленок сульфида цинка, легированных )ганцем или фторидом редкоземельного металле, не зависела от т активатора»

Далее в главе исследовано влияние условий формирования сло-лшияофора ,2Гл5.-Л7/г :на характеристики ТП Э.Ш. Устанозле-что наибольшей яркостью и. светоотдачей (340^ кд/ы^ и 3,2 Вт,. соответственно), обладали ЭЛЯ, пленки лшинофора которых и получены термически« испарением в нвазизамкнутои объеме, бользую однородность и воспроизводимость свойств имели ТП ЭЛК лешаки лэминофоров, полученных ыетодои электронно-лучевого ареная. " ■; •

Выполненные, исследования позволили определить режиыы получе-ТП ЭЛИ с воспроизводимыми параметрами. Результаты исслецана-«сподьзовапы но Ульяновской радколамповоа заводе при разра-<е технологии изготовления ТП ЭЛИУ.

Четвертая.глава. Исследование характеристик тоняопленочшЕС стролшинеспентннх конденсаторов.

Для изучения свойств ЭЖ проводились измерения светотехня-:их (электрооптических) и электрических характеристик, основ-г из которых являлись вольт-яряостнае. Возбужцение электро-'несцевдии осуществлялось пзреиенныы сицусоадальккл напряже-!. Для определетярзссеиваеиоя мощности я расчета светоот-проводились изкерения вольт-зарядовых характеристик. Кроме , были выполнена измерения сопротивления, ешсости, тангенса диэлектрических потерь н других электрических характерас-Для измерений использовались как стандартнее приборы, так эработанк.-з для этих излей измерительна} устройства. Проседега исследования вдиякяя конструктива параметров ЯК ч удельного сопротивления пленок диэлектрика на значения 2*и, светоотдачи « порогового напряжения. В качество дизяект-;ких слоев использовались тонкие пленяй твердых растворов ;ов циркония и иттрия с удельным сопротивление* ~ 1С1 Ой-см. льготы экспериментальных исследований, в пределах которых • »лилось сравнение, подтварада«зг достоверность тсоротачесхо-(алиэа. . '. . ■ •'

Выполнены исследования влияния тесла диэлектрических слоеБ к взаимного расположения пленок диэлектрика н люминофора на эксплуатационные характеристики ТП ЗЛК, показавшие, что ГО, в которых слой дкыинэфора отделен диэлектриками от обоих электродов, обладали наиболее высокими значениями яркости и светоотдачи, а ЭЛХ с одним диэлектрическим с леей имели ызньшис значения порогового напряжения, яркости, светоотдачи.

Kpoüc того, в данной главе исследованы электрооптические сеойстрв ТП ЭЛИ различных цветов свечения. Для получения ИЭ зеленого цвета свечения использовались пленки сульфида цинка, легированного фторида« тербия; красного - фторидом самария; синего - фторидом тулия. Вольт-яркостше и другие характеристики упомяну гьгх структур были схода!, что свидетельствует об общности основных процессов в пленках различных люминофоров. Значения яркости к светоотдачи КЭ зеленого, красного и синего цветов составляли 2,5*Ю3 кд/ií2 и 0,35 Лм/Бт, VIO2 кдДг2 и 0,1 Лц/Вт, 12. кд/м^ и 0,С03 Ли/Вт, соответственно, Полученное значения свидетельствуют о пригодности данных лвминофоров для создания многоцветных индикаторных устройств, за исключением сульфида цинка, легированного фторидом тулия.

Результаты исследований использованы на Ульяновском рэдио-лаыповом заводе при разработке конструкций ТП ЭЛИУ. В ходе совместных гиучно-исследовательских работ на производственной оборудовании завода были изготовлены действующие макет низ образцы сколькьж, цифровых к мнемонических ЭЛИ различных цветов свечения.

Пятил глава. Исследование электролшикоецентких конденсаторов с коыпозкционгем жидким диэлектриком.

Важной задачей при создании ТП ЭЛКУ является повышение на-дечности злэктролшанесиентного элемента, одним нз способов решения которой уохет быть, по ынэнию автора, уменьшение числа ТП слоев электролюыинесиентной структуры за счет использования К2Д слоя вместо тонкопленочного диэлектрика.

Вариант конструкции с использованием слоя жидкого диэлектрика, помимо уменьшения числа последовательно наносимых на подложку ТП слоев, обеспечивает раздельное изготовление к рззбра-коьку двух частей, структуры ЗЛИ, например, прозрачной стеклянной подложка с прозрачным электродом, нанесенными тонкопленочными

перьмм диэлектрическим ч л^инесцентн:« слоями и ¡^прозрачно* диэлектрической пластина, с рпзи-здгннихи на кей топко- или тоястоплс»оч!а^м электродом, при атом .тидкпй диэлектрик ячллотся одновременно к герметизирующей средой. На обрьтноЯ сторонэ ио-г;;,оарач:юЛ пластины ыо.чет быть разметано иптзгрчлы:ое устройство управления ЭЛЯ. Иавестдао полярные и ппггплярпуе лидкости не обладают n-эобходиииг« сочетанием таких сгойстз, кик пнеокпе значения диэлектрической проницаемости, удельного сопротивления, электрической прочности. В связи с эти?! автором било иредлояоно использование К?Д, представляющего собой пззесь колкодкелереко-го порошкообразного материала с сисоким значением диэлектрической проницаемости в жидком кеполлрном диэлектрике.

Прог-едсг.и исследования ЭЛК с различными материалами свясуо-» того и ипполнитзля Ус та ¡ ¡озлено, что ианлучлнеги аначенкямп эксплуатационных парякзтроп среди исслздоеашшх ИЭ с ГСлД» обладали ОЛК с использованием г» качестве диэлектрика с-ч-зси ."мдности ПФМО-1 и поропка наполнителя титоната бария.

Исслодораиия электрических свойств этого диэлектрика позволили определить зависимости относительной диэлектрической проницаемости и тгнгенса угля диэлектрических потерь от котоентрлггпи наполнителя в с«еси. Значения пробивной напряженности данного материала составили (7410)"10^ В/см, удельного сопротивления IC-VIQ10 0« см.

Исследования кокетках образцов ЭДК с НЗД нм1<«ло слэд\""чпо эйконпмйрностн; I) ЭДК с КЗД имеют больше значения порого?ого и рабочих напряжений по ергьн^нип с обичшлги юнкопленочнкчи при упрощенной технологии изготовления и нпэн^чито.-ином >«еаь-гении (5*10Х) »«гкеимядьной яркости излучения; 2) крутизна кольт-ярностной характеристики ЭЛК с КЗД монъзе» чем у ТП ЭЛК и заги-сит от материала наполнителя в с«ссси; 3) яркость и крутизне. ьольт-Яркостной характеристики иыеот прямуо язьясимость от ¡>ели~ чикн епяоетн композиционного хидкого слоя, а пооогоюо напряжение - обратную. Установлено, что оптимялыгьм, с -¡очки а рения снижения порогового и лозыезнкя п^ибиеных нппряхенил, у»<йлямо-кия яркости излучения и крутизн вольт-нркостноя характеристики является ислольэопшшо .'СлЛ толткноя 4C-iCQ ика и концентрацией наполнителя я сазся 35*50Х объема; 4) такло, как и у ТП ЭЛЯ,

с увеличением толщины пленки люминофора происходят увеличение порогового напряжения, яркости и крутизны ьольт-яркостной ха- . рактеристнки ЭЛК с 5) максимальная светоотдача исследованных ЭЛК с "КЭД ~ г 5 раз ниже, чей у ТП ЭЛК.

Анализ отличий свойств показал, что уменьшение яркости, с;г.пкание крутизны вольт-яркостной характеристики и увеличение порогового напрядения связаны с уменьшением емкости КЗД слоя по сравнения с емдостьп тонхопленочного диэлектрика примерно па порядок. Уменьшение яркости к снижение светоотдачи обусловлено также тем, что при использовании КЭД, в силу его непрозрачности не происходит отражения излучения от непрозрачного.электрода, причем то «ее самое характерно и для ТП ЭЛИ, в которых используется контрастный (свотологлэцьющий) слой. В то же гремя, увеличите порогового напряжения исследуемых ЭЛК с К2Д по сравнению с ТП ЭЛК не столь значительно, как должно б'Ть при использовании рысокоомного диэлектрика. Проведенный анализ позволил получить выражение для определения порогового напряжения ЗЛК с ниа-коо;лш.и диэлектриком:

где ¿'к и ¿с/<5* - диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь КЗД; С1к - толщина 1С2Д слоя.

Справедливость данного выражения подтверждается результатами проведенных экспериментов. Исследования также показали, что полученные во второй главе диссертационной работы соотношения для определения осиов1ш; эксплуатационных характеристик ТП ЭЛИ справедливы и для ЭЛК с КНД. Дальнейшее направление исследований предложенного автором ьарианта ЭЛИ связано с поисков иоькх материалов, используемых для получения КЕД с более высоки:.-,'.: значениями удельного сопротивления.

0<1коы:но гл.ч.ульт^.'ш^ исследований, проведенных автором в настоящей работе, заключаются в еледуодем:

I. Проведен анализ влияния конструктивных параметров к свойств ттериалоь на значения порогового напряжения, рассеиваемых в пленках лк-г.шофора и диэлектрика мощностей и светотехнические'характеристики ТП ЭЛК. Результата экспериментальных

(4)

сследований по качественным и количественно! показателя.'.! хэ-оло согласуется с данными теоретического анализа.

2. Проведены исследования диэлектрических пленея и пленог пда.ко^ора на основе сульфида цинка, входящих в структуру ТП ЛК, определены их основ!шэ электрические характеристики. У станов леко, что оптимальным сочетание!« высоких кзояярус-их и зхнологических свойств обладала диэлектрические плети твердых астворов оксидов пяряония н яттряя» получегспга методом элект-онно-лучевого испарения.

3. Исследовано влияние условий формирования .таганесбитого слоя, конструктивного расположения диэлектрических слоев

а характеристики ТП ЭЛК. В результате экспериментальных иссле-ованяз даны рекомендации по зцбору метода изготовления, хоист-уктизного исполнения ТП структуры ИУ.

4. Исследованы светотехнические характеристики ЭЛК рзз-цч'йгс цветов свечения ка основе цчкнсулЦяднкх лкянофоров, егировзтшх фторидами рэдкозеиелышх металлов, ка основании оторых сделана в:дводы о перспективности использования лс.-глнэ-оров ка основе ЖлЪТВРз (зеленый цвет свечения),2л Б '5<лг3 крас^Я пвот свечения) для создания '.¿ногоцветкых ТП ЭЛИ а «з-опрнгодкосгп для этих целая ясыпно£орз 2пБ:ТфРз (синий вет сЕеченяя).

5. Лредяоязи оригинальный вариант конструкции ТП ЭЛК с

Использование данного конструктивного решения позволяет

овысить надежность з упростить технологии изготовления ТП ЭЛИ.

6. Проведет* исследования электрических свойств КЗД а э*:«-няя его состава а параметров на характеристики ЭЛК. Позучзад нрзгета для определения основгагх харвнтернстея ЭЛК с ннзхо-кнкм диэлектрике«. Устанозлеко, что дальнейшее направление кс-ледоваияй связано с попекся ковше изтертвлов, г.епогьэуешх

гя создания КНД.

7. Результаты исслэдозвкиа бняа пепользоряны на Ульяновс-ом рздиолаггповсм завода про разработке конструкции и технодо-:ти изготовления ТП ЭЛИ. В ход о сорйасткых научно-чсследова-ельехпх работ на производственной оборудования были созданы зкеткао образны сгагышх, ынзионачаеких а цифровых кпд;;* а го роз азличнаж цветоз свачекяя.

Основкнэ результата двссэртасрзогегэа работа опубгзкоэаку в ледукдих работах:

1. Брагаднов ¡i.D. Изготовление элзктролш'дкзсцгнтнцд структур /Дез.докл. 23 нзучно-т схкичесЕ oi; конференции .профессорско-преподавательского состава института "Сорыкропаниэ личности инженера нового типа s условиях перестройки".- Ульяновск, 198Э.-

с.18-19.

2. Бригаднов H.D. Технолэгкл изготовления тошгоплоночгазг электролЕиккесцентгся; конденсаторов /Дез.докл. Всес. семинара молодых учетам к специалистов в области кнЕрсзлактроники, 20-21 апреля 19&Э г. - Ульяновск, 1939.- с.Ь-9.

3. Гуран Н.Т., Бркгаднов К.Г. ЭлектролвыинзсцантгаЗ конденсатор с кокпозшз'лоннш диэлектрике* //Тез.докл. 24 науч.-техн. коку. 1'лПД "Научно-технхчгский прогресе к шг^екзрноо с б рас о пакле".- Ульяновск, 1990. - с.2-4.

4. Брягадков II.Б., Жуков В.Н., Рябинов Е.Б., CaiiOXEEScn iL ix. Диэлектрические свойства пленок оксида циркония-иттрия //Тез. допл. 24 науч.-техн.конф. УлПИ "Научно-технический прогргсс и т-гснзрнсг образоваюге".- Ульяновск, 1950. - с.5-6.

5. Брягадков И.С., Луков З.Н., Рябинов Е.Б., Саиохвалоз U.K. Диэлектрический свойства пяэнок оксида циркония-иттрия //Электронная техника. Сор.б. кзтернаяы, 1930, S> 9, с.77-78.

6. Гурин Н.Т., Самохвалов U.K., Оабалзв H.A., Бригаднов ii.lL Наследовать тонкопленочнух злактролк«шосцзнтг&з; структур на Основе суяьфжа цинка //Гез.дохл.Есее.соа. "Нкзкотемпературнуе технологические процессы в электронике", Идсвсе, пзд.УдГУ, 1930, с.148.

7. Гурин Н.Т», Еабалов H.A., Брагаднов й.Ю.Саиохвалоь U.K. Элекгряческив свойства тонкопленочнак эяекироягшайсуентках конденсаторов //Дэп. ЦШ "Эдактротака" J? P-52S5.- Реф.опубл.- . Эдгхтраннак техника. Сзр.4. Электровакуукказ к газоразрядные приборj. 1990, J? I, с.63.

6. Бригаднов Я.С,, Гурин Н.Т., Рябинов Е.Б., Самохвалов IS.К. Соединения редкоое1зльнь£х ыаталлоз в тонкопленочкых злзктролюш-косцонткух икдиsecropsx // Тез.докл. 5-й Всес.конф. по физике и гида-.: редкоземельных полупроводников. Саратов, изд.(ГУ, 1950.-C.S3.

S. Бригаднов H.D., Гурин Н.Т. Тонхопленочшг злектролвмя-»fccuetiTK-ja структура с коетозицяокньвг жидккм диэлектриком // Гздьм в ЕЙ— I990.-t.I6.-B.23,- с.71-74.

Ю. Бркгаднов H.D., Гурин Н.Т. Высокояркостныэ тонг.опленоч-кке элентролткг.шесцентные конденсатору с «оппозиционный гадким диэлектриком //Ь5атериалы конф. "Новые электронике приборы и устройства". М., ЗДНТП им.Ф.Э. Дзержинского, 1991.- с.94-98.

11. Брагаднов И.В., Гурин Н.Т., Рябинов Е.Б. Повышение надежности тонкопяеночкых электролшинесценткых индикаторов // Тез. докл.Всес.конф. "Цути развития электронных средств и задачи Высшей шсолы в подготовке специалистов соответсТЕущей .квалификации", Ульяновск, 1991.- с.74.

12. Брагаднов И.В., Еуков В.Н., Рябинов Е.Б., Самохвалов И.К. Влияние диэлектрических слоев на электрооптичэские свойства тонкопленочных электролтганесцентных излучателей Ц Тез.докл.Всес. конф. "Пути развития электронных средств и задачи Высаей сколи

з подготовке специалистов соответствующей квалификации", Ульяновск, 1991. - с.12.

13. Бркгаднов U.S., Гурин Н.Т., Рябинов Е.Б. Вольт-ярхост-ниэ характеристики ЭЛИ с композиционный яидкиа диэлектриком // Тез.докл.Всес.конф. по электролвминесцекции, Анагрск, 16-20 сентября 1991 г. - с.ЗЭ.

14. Бригвднов K.D., Гайтэн В.В., Рябинов Е.Б. Тонкопленочные электролвмянесцентныэ индикаторы для бортокгх систем контроля /Дез.докл.науч.-техн.конф. СНГ "Микроэлектроника в машиностроении", 13-12 марта, Ульяновск, 1992.- с.57.

15. Бригадноэ И.О., Гайтан В.В., Рябинов Е.Б. Тонкопленоч-ныз электролшинесцентные индикаторы для бортовых систем контроля // Развитое автомобильной электроники и оборудования. Материалы четвертого международного сишшзяуыа.- Li.: НИААЗ. 1993.-с.69-70.

16. Сзиохвалоз М.К., Зизевскиа А.И., Бригаднов M.D. Светоотдача тонкопленочшх э лек тролвыинэ сцен тки конденсаторов на основе сульфвда цинка // Тез.докл. 27-й науч.-гвхн.кон*). УяЛИ, чЛ, Ульяновск, изд. УлШ, 1993.- с.34-35.

17. Вригадяов H.D., Саетхвалоз II.К. Влияние условий получв-ния сульфида цинка на характеристики тонкопленоадых электроло-минэсцентнкх конденсаторов // Лазерная техника и оптоэлектрони-ка, 1993, » 1-2, С.4В-50.

16. Бригаднов И.Ю., Гурин Н.Т., Рябиноз Е.Б. Исследование тонкопленочных электролюгинесцзнтнцх индикаторов с коютозкцион-нка жидким диэлектриком //Журнал прикладной спектроскопии.-1393.- т.59.- » 1-2. - с.175-181.

19. Самохвалов U.K., Пугачев D.S., Бригаднов И.Ю. Спектральные характеристики тонхоплзночных эягктролтминеспентнцх структур на основе ZnS'Sln. // Тез.докл. 28-й науч.-техн. конф. УлПИ, 4.1, Ульяновск, 1994.- с.27-23.

£0. Злектролшкнесценткый индикатор. A.c. 1777539 СССР, Н05В32/22, 1592. Гурия Н.Т., Бригаднов И.Ю.

Подписано в печать II.07.65. Формат 00x64 JÍ/I6 Бумага писчая. Печать офсетная. Усл.печ.л. I Тираж 100 экз. Заказ £%i

Офсетная лаборатория Ульяновского Государственного технического университета. 432600, Ульяновск, ул. Энгельса, 3