Файл: Прикладная электролюминесценция..pdf

встречно включенным диодам Д\ и Дч, необходимо вклю­ чать «плюсом» в сторону электрода, который был ниж­ ним в процессе изготовления.

Выпрямленные токи могут изменить режим работы всего устройства. Это изменение возможно не только при несимметричном возбуждающем напряжении, но и при синусоидальном. При конструировании электролюминесцентных устройств с этим необходимо считаться.

Сопротивление электродов

В любом ЭЛК по крайней мере один из электродов* должен быть прозрачен для излучения электродиоминофора. Основными требованиями к такому электроду являются высокая прозрачность и хорошая проводи­ мость, а также достаточное их постоянство по всей пло»- щади ЭЛКПостоянство прозрачности и сопротивления; электрода по всей площади панели особенно важно для; устройств типа телевизионного экрана или преобразо­ вателя изображения, в которых яркость свечения каж­ дого элемента должна строго соответствовать величине поданного на него сигнала. Наиболее широкое приме­ нение получили прозрачные электроды на основе окисной пленки SnQ2. Такие электроды имеют прозрачность до 90% и хорошую однородность прозрачности и сопро­ тивления на большой площади (колебания в 2—3% на площади 200X300 мм). Тем не менее из-за сравнительно . высокого сопротивления окисных пленок на стекле - в электролюминесцентных устройствах возможно иска­ жение яркости свечения элементов по площади панели;. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Если в эквивалентной схеме (рис. 3.2,в) можно пре­ небречь нелинейной утечкой R3л, то при синусоидальном возбуждающем напряжении U0, напряжение U в любой точке ЭЛК останется синусоидальным. Тогда можно за­ писать; что

точке линии. Яркость свечения слоя электролюминофора не зависит от фазы приложенного напряжения, и поэто­ му в данном случае, изменение яркости связано только с изменением К;. Расчет, проведенный для эквивалентной,

112

Ёсли рпов = 20 Ом/П и Суд = 300 пф/см*, то предельная Длина

электрода мало изменяет напряжение на электролюминесцирующем слое только если рабочие частоты малы.

Матричный экран с внешним накоплением имеет частоту рабо­ чего напряжения 30—50 кГц. Для рПов=20 Ом/D имеем /Пр= 7 см, а рабочие частоты экрана без внешнего накопления должны дости­ гать нескольких мегагерц и его длина не может быть более 1 см. Очевидно, что при конструировании экранов необходимо учитывать величину рПОв и стремиться к ее уменьшению.

Если напряжение подается на прозрачный слой с двух сторон, то допустимые размеры экрана увеличатся не­ сколько более чем вдвое и минимальная яркость свече­ ния будет в центре экрана.

3.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОЛЮМИНОФОРОВ ПРИ СИНУСОИДАЛЬНЫХ РЕЖИМАХ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Методика измерения характеристик ЭЛ К

Наиболее распространенным методом исследования электрических характеристик ЭЛК является мостовой метод. Сложность их измерения обусловливается нели­ нейностью электролюминофора. При исследовании ха­ рактеристик ЭЛК мостовым методом элемент включает­ ся в одно из плеч моста. Подбором емкостей и со­ противлений второго плеча схемы добиваются равнове­ сия моста; по известным величинам подобранных эле­ ментов определяют параметры измеряемого ЭЛК [10].

Основным недостатком простого мостового метода измерений является невозможность получения точного равновесия моста вследствие резко выраженной нелиней-

\ности ЭЛК. Поэтому при исследовании характеристик ЭЛК чаще используют метод частично компенсирован­ ной мостовой схемы, где измерения осуществляются пу­ тем уравновешивания только емкостных составляющих. Эта методика основана на предположении, что нелиней­ ность ЭЛК определяется нелинейностью активной части проводимости (хотя имеются работы, отмечающие нели­ нейность емкостной составляющей проводимости ЭЛК, однако эта нелинейность невелика [11]).

Предложенный в [12] метод двойного моста, когда ЭЛК включается в мостовую схему, на которую может

114

одновременно и независимо подаваться измерительное и возбуждающее напряжения с резко разнесенными ча­ стотами. позволяет параллельно определять изменение активной и емкостной составляющих проводимости пои различных режимах синусоидального возбуждения. Ча­ стота измерительного напряжения выбирается высокой (до 10 мГц), а величина — малой, чтобы исключить его влияние на параметры ЭЛК. После подачи измеритель­ ного напряжения мост уравновешивается. Сигнал разба­ ланса моста, возникающий при подаче возбуждающего напряжения, поступает на узкополосный усилитель, на­ строенный на частоту измерительного напряжения, и выпрямляется синхронным детектором. Сдвигая фазу опорного напряжения синхронного детектора, определя­ ют активную и емкостную составляющие сигнала разба­ ланса моста.

Мостовые методы позволяют измерять активную и реактивную составляющие проводимости ЭЛК при си­ нусоидальных возбуждающих напряжениях. Активную составляющую проводимости ЭЛК мойшо также иссле­ довать методом постоянного тока [131, используя при измерениях слабое постоянное поле. При этих измере­ ниях основную роль играют те зерна люминофрра (или цепочка зерен), которые имеют непосредственный кон­ такт с обкладками ЭЛК. Некоторые искажения резуль­ татов при измерениях методом постоянного тока могут быть отнесены за счет неомичности контактов, однако полученные результаты качественно совпадают с резуль­ татами измерений другими методами. Практически изме­ рения сводятся к замерам тока, протекающего через об­ разец, при приложении к нему постоянного электриче­ ского поля.

Д)ля измерения средней мощности потерь в ЭЛК при­ меняется также осциллографический метод фигур Лиссажу, который пригоден как пои синусоидальных, так и при несинусоидальных процессах в широком диапазо­ не частот. Он свободен от принципиальных' погрешно­ стей и осуществим сравнительно простыми техническими средствами. Так как ЭЛК является нелинейным элемен­ том, активный ток через него существенно нёсинусоидален при синусоидальном возбуждающем напряжений” Измеряемая средняя за период входного напряжения: мощность W (т. е. площадь Фигуры Лиссяжу) пропор­

\

При синусоидальном возбуждающем напряжении можно применять еще более простой метод измерения поглощаемой мощности, состоящий в определении экви­ валентного сопротивления утечки ЭЛК при помощи ре­ зонансного моста переменного тока, настроенного на ча­ стоту возбуждающего напряжения. Этот метод основан на том, что при синусоидальном напряжении средняя величина поглощаемой ЭЛК мощности определяется только основной гармоникой.

Все остальные компоненты ряда Фурье в кривой тока дают при усреднении нуль. Поэтому, измерив эквива­ лентное сопротивление утечки электролюминесцентного конденсатора на частоте возбуждения, можно опреде­ лить поглощаемую мощность.

Яркость — это основная эксплуатационная характе­ ристика ЭЛК. Точное измерение этого параметра явля­ ется важным фактором для правильной оценки качества электролюминесцентных приборов. Измерять яркость можно с помощью различных светотехнических прибо­ ров, субъективным и объективным методом. В качестве приемников излучения в фотометрических установках можно использовать селеновые и вакуумные фотоэле­ менты, фотоумножители. В связи с тем, что излучение ЭЛК различного типа отличается по спектральному со­ ставу, большое значение при измерении их световых па­ раметров приобретает качество исправления спектраль­ ной чувствительности приемника излучения под функцию относительной видности. Для некоррегированных селе­ новых фотоэлементов вызываемая этим погрешность мо­ жет достигать 30—40%', для фотоэлементов с индивиду­ ально подобранными светофильтрами она не превышает

3 -5% [14],

Серийные яркомеры АФМ-57 для измерения ЭЛК можно использовать с некоторыми ограничениями. Так, например, погрешность АФМ значительно возрастает, если светящаяся поверхность имеет растровую структу­ ру. Кроме того, для измерения яркости ЭЛК с различ­ ным цветом свечения желательно более высокое качест­ во исправления спектральной чувствительности прием­ ника под функцию относительной видности. Яркомер ВФМ-57 имеет сравнительно большое поле зрения, вследствие чего при измерении растровых и знаковых приборов не удается получить его заполнение. Наилуч­ шими характеристиками для измерения ЭЛК обладает

116

яркомер ЭЯ-67, с фотоумножителем ФЭУ-27 в качестве приемника излучения.

Яркомер выделяет и фиксирует измеряемый участок

Вольт-яркостные характеристики

Вольт-яркостная характеристика ЭЛК (зависимость яркости В от напряжения U) хорошо описывается эмпи­ рической формулой

ты), а Во слабо зависит от напряжения. Иногда эту за­ висимость аппроксимируют степенной функцией

ее с соответствующей моделью процесса возбуждения. Так, если принять, что электрическое поле концентрируется в слое, где плот­

<§ m пропорциональна корню квадратному из приложенной к барьеру разности потенциалов. Если все приложенное напряжение сосредото­

Точно так же во многих случаях зависит от поля и вероятность ионизации. Поэтому формулу (3.14) можно получить теоретически, если предположить, что число актов излучательной рекомбинации пропорционально числу актов ионизации.

Простейшие рассуждения, которые приводят к выражению типа (3.14) , для вероятности ударной ионизации следующие.

Для того чтобы электроны могли приобрести в сильном поле энергию Е, достаточную для ионизации, необходимо, чтобы они про­

117