Исследование частотных характеристик электролюминесценции сульфида цинка Пауткина, Анна Владимировна

Введение к работе

Актуальность прошлеш. Исследования люминесценции кристал-лоз продолжают оставаться одним из интенсивно развивающихся направлений физики твёрдого тела. Основними задачами являются изучение механизмов стечения и поиск путей синтеза новых

ЛЮМИНОфороВ ДЛЯ ЗЛеКТроЛЕІ.МНеСЦеНТНІДС излучателей (ЗЛИ) .

В настоящее время в народном хозяйстве нашій разнообразное применение ярко светящееся люминофоры на основе сульфида . цинка, сульфида кадмия и сульфоселекидных соединений, как персиковые, так и тонкоплёночные. Зозрастаодая потребность в электролемннофорах определяется з первую очередь расширением областей применения и масштабами использования ЭЛЛ. Наиболее полно преимущества электролюмикофоров реализуется при использовании ЗЛИ в информационных системах и системах управления в качестве различного типа индикаторов и ькранов. Основными преимуществами 3Ji/l являются к.больлая толщина, малый вес, механическая прочность, стабильность при работе в условиях повышенного и пониженного давления, возможность создания ЭЛИ практически либых плоскостных размеров и конфигурация, возможность сопряжения ЭЛЛ с другим/ типами индикаторов, например, с жидкокристаллическими; возможность комплексного отображения информации в виде буквенно-цифровых и векторно-графических символов на основе одной подложки.

Основным фактором, ограничивавшим использование некоторых типов ЭЛИ, является irx сравнительная недолговечность, т.к. в процессе работы происходит постепенный спад яркости свечения. Не менее важным для раедпренн.; диапазонов применения ЭЛИ является разработка излучателей, способных работать в условиях

- 2 -повышенной влатаости, температуры, при Сольшой частоте возбуж-дащего напряжения и' т.п.

Анализ литературы показывает, что яркость и стабильность люминофоров определяются совокупностью многих факторов, вк-ю-чащих в себя и химический состав основы, и условия синтеза, и технологические особенности конструкции' ЭЛИ как электролюминесцентного конденсатора (ЗЛЮ, и условия возбуждения. С точки зрения физики деградация не.может быть объяснена влиянием отдельных факторов, а лишь комплексом физико-химических процессов, происходящих на поверхности и в объёме люминофора.

При изучении влияния различных факторов на работу ЭЛИ наименее ясным оказалось влияние частоты питающего напряжения. Хотя экспериментальной материал накоплен большой, единого объяснения частотных характеристик электролюминесценции (ЭЛ),_ модели процессов, охватывающей весь диапазон частот, при которых работает ЭЛИ, нет. Это связано, по-видимому, с тем, что на частотные зависимости яркости, выхода и долговечности ЭЛИ влияет одновременно несколько факторов. Необходимость выяснения причин влияния, частоты на работу ЭЛИ определило направление данной работы.

Цель исследования. Основной целью работы являлось выяснение причин влияния частоты питающего синусоидального напряжения на работу ЭЛИ; построение модели процессов, происходящих при возбуадении и свечении люминофора; оценка влияния частоты на процессы, протекающие в люминофоре; изучение вопросов, связанных с деградацией люминофоров; разработка метода ускоренных испытаний -люминофоров на срок службы (стабильность).

-З -Научная новизна. В работе получены следующие основные результаты:

1. Объяснено_чпроисхолщенне зависимостей яркости свечения и энергетического выхода электролюминесценции от частоты.

2. Установлена корреляция меаду изменением концентрации центров свечения в люминофоре и скоростью спада яркости.свечения ЭлИ в процессе работы. Рассмотрена роль уменьиения концентрации центров свечения как дополнительной составляющей старения.

3. Изучено старение электролюминофоров в различных условиях и предложен способ ускоренных испытании ЗЛИ на срок службы (стабильность).

На задиту выносятся:

4. Экспериментально обоснованная модель физических процессов, происходящих р люминофоре, объясняющая зависимее?:! от частоты возбуждающего синусоидального напряжения яркости свечения, энергетического выхода электролюминесценции и срока службы (стабильности) излучателей, иэготовле :ных на основе тонкоплёночных и порошковых электролюшнофоров.

5. Положение об экспериментально установленном дополнительном факторе старения, обусловленном уменьшением в процессе работы концентрации центров излучательнс"¹ рекомбинации в люминофоре, количественная сценка его влияния на скорость деградации характеристик электролюминесценткого излучателя.

' 3. Способ ускоренных испытании электролюминофоров на ста- * бильность, основанный на использовании при испытании одновременно повышенных частот.и температур в заданных комбинациях. Практическая генх.ость.

I. Предложен споссо ускоренных испытаний электролюминофоров ' и изделий на их ослово на стабильность, позволяющий за счет значительного сокращения, времени испытаний повысить

производительность труда и уменьшить себестоимость изделия. Этот способ используется на ряде предприятий и защищен авторским свидетельством СССР.

2. Предложена конструкция электролюминесцентного устройства для отображения информации, позволяющего получать полу-тоноЕые изображения. Способ изготовления электролюминесцентного устройства защищен авторским свидетельством СССР.

3. Результаты исследования частотной зависимости яркости, энергетического выхода ЭД и срока службы электролюминофоров позволяет более полно понять физические процессы, происходящие в электролшинофорах и выо'рать оптимальные режимы оксплуатации ЭЛИ, изготовленных на основе атих люминофоров.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на:

1. Всесоюзном семинаре "Оптоэлектрические устройства для систем отображения информации", Ыосква, 1981г.

2. Отраслевой научно-технической конференции "Роль молодых учёных и специалистов в развитии научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте", Москва,- 1984г.

3. У Всесоюзном совещании "Синтез, свойства, исследования, технология и применение люминофоров",' Ставрополь, 1985г.

4.- III Всесоюзном совещании по физике и технологии сирокозошых полупроводников, Махачкала, 1986г.

5. УІ Всесоюзной научно-технической конференции "Фотометрия и её метрологическое обеспечение", Ыосква, 1986г. '

6. Расширенных заседаниях секции электролюминесценции Научного совета АН СССР по проблеме "Люминесценция и развитие . её применений в народном хозяйстве", Запорожье, 1987г.; Вильнюс, Ї989г.; Ангарск, 1991г.

7. УІ Всесоюзном совещании Чизика., химия и технология

люминофоров", Ставрополь, 1959г.

.6. Всесоюзной конференции "Люминесценция и развитие её применения в народном хозяйстве", посвященной 100-летию со дня рождения акадеіяіка С.И.Вавилова, Москва, 1991г.

9. III Всесоюзной конференции "Материаловедение хальхо-генидкых полупроводников", Черновцы, 1991г.

Личный вклад автора. Результаты исследований, представленных в диссертации, пелучекы на кафедре "изика-2" ІІ»!Т под руководством профессора Верещагина И.К.

Автор принимала участие в постановке задач исследования и самостоятельно выполнила основной комплекс исследований, приведённых в работе. Для проведения экспериментов по чертежам, разработанным автором, была собрана установка, давдая возмоигість многостороннего изучения работы ЭЛИ . .

Устройство для получения полутонового изображения и способ ускоренных испытакиГг- 3Jiii на стабильность защищены авторскими свидетельствам:! в соавторстве с доцентом Кокиным СМ. Результаты исследования электрических свойств ЭЛИ и роли дополнительной составляющей старения были опубликованы в соавторстве со с.н.с. Ковалёвым 5.А. Измерения тусения фотолюминесценции электрическим полєі. выполнены совместно с инженером кафедры "изнка-2" ІИ1ІГ Кезиком З.И.

Публикации. Основные результаты, непосредственно касающиеся представляемой диссертации, опубликованы в 26 печатных работах. Лолучено в том числе два автораенх свидетельства.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения (основных итогов работы), списка литературы и приложена.!; содержит 180 страниц машинописного текста, 46 рисунков, 3 таблицы, 6 страниц приложений, 145 наименований использованных литературных источников.

-6-.