Файл: Прикладная электролюминесценция..pdf

соответствие термических коэффициентов расширения подло­ жек и стеклоэмалей;

—• отсутствие в составе эмалей металлов Fe, Со, Ni, Pb, вызы­ вающих тушение люминесценции;

—минимальная температура и время обжига;

—химическая инертность к люминофору.

Технология изготовления ЭЛК, рекомендуемая различными авто­ рами, лишь несколько различается между собой и укладывается в общую схему. Для эмалирования стальной пластины обычно при­ меняют два разных слоя: грунтовый, содержащий для увеличения сцепления с подложкой окись кобальта и окись никеля, и покровную белую эмаль, заглушенную ТЮ2 (т. е. с ТЮ2 в качестве наполните­ ля). Общая толщина этих двух слоев не превышает 50 мкм. В не­ которых случаях используется один слой эмали, обеспечивающий прочность сцепления с металлом и достаточную заглушенпость (безгрунтовый способ) [20]. В качестве основы ЭЛК может быть приме­ нена обычная эмалировочная сталь (или листовое стекло с полупро­ водниковой прозрачной пленкой Sn02). Для эмалирования приме­

поверхность и калиброванную толщину по всему листу, высокую пластичность и теплопроводность. Металл перед эмалированием подвергают тщательной химической очистке. В табл. 4.5 приведены

Основой эмалей является кремнезем Si02. Для понижения тем­ пературы плавления Si02 применяются окислы щелочных металлов Na20, КгО. При достаточно большом содержании щелочных окислов, необходимом для получения легкоплавких составов, коэффициент термического расширения ао эмали получается чрезмерно большим. В качестве плавня (понижающего ао) применяется борный ангидрид В20 3. Обязательным компонентом почти всех эмалей служит фтор, значительно понижающий вязкость расплавов. Специальными добав­

(0- 10%).

178

На подготовленную поверхность стальной пластины вначале наносят первый слой белой заглушенной силикатной эмали, а затем электролюминесцентный слой. В качестве приплавочного стекла используют специальные легкоплавкие фритты. Составы эмалей для сталей при безгруптовом покрытии (А, В), а также приплавочпых стекол (1— 7) для люминофоров приведены в табл. 4.6 (20]. Эмалевые

Т а б л и'ц а 4 .6

Состав эмалей и приплавочных стекол (в вес. %) для электролюминофоров

покрытия, полученные при нанесении на поверхность стали эмалей/! и В, резко различаются между собой по электрическим свойствам. Покрытие на основе эмали А имеет е = 5, а покрытие на основе эмали В — значительно большую диэлектрическую проницаемость. Яркость ЭЛК на стеклоэмалях (кроме толщины и диэлектрических характеристик первого эмалевого слоя) зависит от состава припла­ вочных стекол, в особенности от содержания в них ТЮ2, определяю­ щего высокую диэлектрическую постоянную связующего (что, в свою очередь, обеспечивает концентрацию поля на кристаллах электро­ люминофора), и содержания окисей цинка и сурьмы, способствующих увеличению яркости свечения электролюмииофоров вследствие по­ нижения их растворимости в стекле. Весовое содержание электро­ люминофоров я приплавочного стекла в смеси, предназначенной для нанесения на эмалированную поверхность стали колеблется от 10— 20% Для приплавочных стекол 1 и 2 и до 65—80% для стекол 3—7

(табл. 4.6).

Суспензия (шликер), содержащая смесь молотого приплавочного стекла с электролюминофором в жидкости (скипидар, спирт, вода) наносится на эмалированную сталь методом пульверизации и подвер­ гается обжигу при температуре 600—700 °С в течение 1-45 мин в зависимости от состава приплавочного стекла, соотношения между стеклом и люминофором, размера образца и толщины металла. Вто­ рой электрод (слой Sn02) наносится непосредственно после обжига

на неохлажденную поверхность путем пульверизации пленкообразую­ щего состава (аэрозольный метод).

При изготовлении ЭЛК, керамического типа на стеклянном осно­ вании (рис. 4.6, г) используется аналогичный технологический про­ цесс. Так как коэффициенты расширения стали и листового стекла близки по величине, для нанесения электролюминесцентных покрытий на стекло и эмалированную сталь можно использовать приплавочные стекла близкие по составу. (табл. 4, 6, состав 5). Слой электро­ люминофора в этом случае помещается между двумя слоями неор­

Сравнительные характеристики органических и керамических ЭЛК

Как было сказано выше, в ЭЛК с органическим ди­ электриком в качестве связующего, для защиты от влаги слоя электролюминофора со стороны металлического электрода вводится защитное покрытие из органических герметиков. Кроме того, для более падежной механиче­ ской защиты и влагозащиты, поверх герметика в некото­ рых конструкциях накладывают пластину стекла, орга­ нического материала или металла. Таким образом сум­ марная толщина панели этого типа составляет 5-г— 2 0 мм.

Величина начальной яркости керамических ЭЛК при­ мерно в 1,5—2 раза ниже, однако, эти конструкции ли­ шены ряда существенных недостатков, свойственных ЭЛК с органическим диэлектриком. Они могут иметь суммарную толщину меньше 1 мм, не подвержены столь

сильному влиянию атмосферной влаги, вследствие чего стабильность яркости панелей становится более высокой. Кроме того, в ЭЛК этого типа значительно снижена ве­ роятность электрического пробоя, так как стеклоэмаль при нормальной температуре не имеет электрической проводимости и даже при искрениях от перенапряжений постоянной составляющей проводимости не образуется.

ЭЛК на органическом основании по эксплуатацион­ ным характеристикам уступают приборам на стеклянном и металлическом основаниях из-за пониженной влаго­ стойкости. Области применения ЭЛК на металлическом и органическом основаниях в настоящее время ограни­ чиваются в основном осветительными устройствами (лампы, транспаранты, приборные доски и т. д.). В оте­ чественной промышленности широкое распространение получили приборы на стеклянном основании с органц-

180

ческим связующим, перспективные для создания индика­ торных устройств различного типа.

Т а б л и ц а 4.7

Сравнительные характеристики ЭЛК различных технологических исполнений

в табл. 4.7. Внешний вид электролюминесцентиых при­ боров, реализованных в различных технологических й конструктивных исполнениях, изображен на рис. 4.8. Применение органических связующих позволяет исполь­ зовать пониженные возбуждающие напряжения f/эФФ^ = 100ч-115 В при /=1000 Гц или получить повышенные

точного запаса электрической прочности слоев. Приме­ нение керамических связующих в приборах на стеклян­ ном основании, позволяющее обеспечить хорошую сохраняемость яркости свечения (при более низких ярко­ стных характеристиках) и высокую надежность, перспек­ тивно для создания индикаторных приборов различных, типов. Технология керамических ЭЛК и связанныесней возможности высокотемпературной обработки позволяют реализовать в едином технологическом комплексе электролюминесцентные приборы индикации с введенным слоем .нелинейного сопротивления (например, SiC), что важно -при разработке специализированных электролюминесцентных индикаторов и экранов,

181