Файл: Прикладная электролюминесценция..pdf

товой характеристики вниз. Результирующий эффект не­ значителен, и поэтому здесь не приведены сравнительно сложные формулы, учитывающие влияние частоты. Един­ ственное заключение, которое можно сделать по данно­ му вопросу: желательны ЭЛ К, работающие на более низких частотах.

Приведенный анализ не учитывает влияния на х структуры самого преобразователя, шумов и ряда дру­ гих особенностей. Все эти факторы могут несколько ухудшить полученные предельные значения х, однако учесть их, по-видимому, невозможно без знания конкрет­ ных физических характеристик каждого преобразовате­ ля в отдельности. Поэтому здесь для сохранения общ­ ности подхода этот учет не проводится.

8.5. ПУТИ УЛУЧШЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Даже незначительное улучшение фотопроводниковых слоев связано с большими технологическими трудностя­ ми. Не проще и путь улучшения электролюминесцентных слоев. Повышение яркости, достигнутое в послед­ нее время, как правило, сопровождалось увеличением нелинейных активных утечек. Эти утечки очень вредны, если они по величине соизмеримы с емкостной проводи­ мостью слоя. В этом случае повышение напряжения на ЭЛ К будет в значительной степени замедляться ростом его проводимости, вызванным сильной зависимостью утечек от напряжения. Например, при двукратном уве­ личении напряжения активная проводимость может воз­ расти 100—500 раз, что приведет к шунтированию ЭЛ К большими активными токами.

-Имеется вторая возможность улучшения параметров преобразователя при помощи -слоя электролюминофора. Из формулы (8.43) следует, что увеличить у можно, уве­

личив параметр Ь/2 У Нэл, который характеризует не­ линейность вольт-яркостной характеристики ЭЛК. Для этого можно использовать пути, рассмотренные в гл. 3. Наконец, имеются возможности повышения у -путем уве­

347

(достижимое пока значение). Случай, когда m = 1, нере­ ален, однако повышение т до 0,98—0,99 реально.

Ограниченность возможностей улучшения характери­ стик преобразователя, достигаемых путем улучшения исходных материалов, заставляет искать другие, в част­ ности, конструктивные пути совершенствования прибо­ ров этого типа. Прежде чем перейти к анализу опти­ мальных конструкций, необходимо отметить, что практи­ чески любое улучшение параметров усилителя контраста будет полезно и для усилителя яркости. Так, например, повышение яркости, переход к цветовому изображению, снижение фона и шумов одинаково желательны для уси­ лителей яркости и контраста.

Снижение собственной емкости фотопроводника

Решение этой задачи искали путем создания остро­ умных и крайне сложных конструкций фотопроводниковых и электролюминесцентных элементов. Наиболее приемлемой из них была конструкция преобразователя, у которого фотопроводник состоял из отдельных поло­ сок с поперечным сечением в виде треугольника. Каж­ дая полоска фотопроводника широкой частью примыка­ ла к слою электролюминофора, а суженной частью — к проводящей полоске [4]. Все проводящие полоски под­ ключались к источнику питания, другой полюс которого соединялся с прозрачным проводящим электродом слоя электролюминофора.

Смысл использования такой формы слоя фото-про­ водника заключается в возможности одновременного выполнения двух противоречивых требований: малой емкости -слоя и хорошей проникающей способности све­ та в работающий участок фотопроводника. Если толщи­ на фотопроводника выбрана равной 500—600 мкм, то влияние емкостной проводимости в темповых. условиях незначительно. Благодаря введению токорассеивающего слоя, подключающего большой участок ЭЛ К к каждой полоске фотопроводника, легко добиться соотношения между емкостью ЭЛ К и емкостью фотопроводника по­ рядка 15—20, что вполне достаточно для нормальной работы. В то же время весь работающий слой фотопро­ водника .(расположенный на поверхности призмы) за­ свечивается световым потоком.

348

Рассмотренная конструкция длительное время -счи­ талась наиболее перспективной. Однако -она не получи­ ла значительного распространения из-за присущих ей недостатков. Основные недостатки: снижение чувстви­ тельности вследствие [скользящего падения -света на бо­ ковую поверхность призмы, низкая разрешающая спо­ собность усилителя, вызванная большой шириной гре­ бенок. Кроме того, изготовление выемок в слое фотопроводника -связано с дополнительной потерей'чувстви­ тельности материала. Для осуществления надежного контакта фотопроводника с нижележащими слоями его необходимо фо-рмировать непосредственно на готовых нижележащих слоях. Для этого порошок фото-проводни­ ка смешивается с небольшим количеством -органической связки и в виде густой пасты наносится на заранее сформированные остальные слои панели. По-сле отверж­ дения связки слой шлифуют до заданной толщины, на него наносят металлическую пленку и затем в нем фре­ зеруют выемки нужных размеров. Именно последний процесс приводит к потере чувствительности фотопро­ водника из-за механического истирания зерен как раз на рабочей поверхности -слоя.

В рассмотренной конструкции малая -величина емко­ сти Сф обеспечивалась значительным уменьшением пло­

шения между электродами дает эффект даже при тон­ ких слоях фотапроводника. Такой конструкцией является двухэлектродный преобразователь с сетчатым элект­ родом |[5] (рис. 8.1). Как уже говорилось в гл. VI, сетча­ тая структура одного -из электродов конденсатора уже

•сама по себе приводит к уменьшению емкости фотопроводникового -слоя в темновых условиях независимо от толщины фотопроводника.

Емкость слоя фото-проводника при сплошном элект­

шага сетки хш).

Емкость -слоя фотопроводника при сетчатом электро­ де -с шагом хт определяется формулой [5] (вывод опу-

349

■скается вследствие efo громоздкое! и)

для условий dnp<C*ni и ^пр<Сбф, близких к реальным условиям в преобразователе (обычно а [р— 10 мкм; хт =

= 300 мкм и бф=100— 150 мкм).

Если 8эл~еф, то отношение Т1 = С/Сф можно рассчи­

тать следующим образом. По формуле (8.46) определя­ ется сначала С ф , а затем в ту же формулу вместо

толщины слоя фотопроводника проставляется общая тол­ щина рабочих слоев —6ф+ бЭл и рассчитывается экви­ валентная емкость преобразователя Сэкв. Из выражения для эквивалентной емкости двухслойного конденсатора Сэкв= СфС/(Сф + С) можно определить С по известным

Е*экв И Сф .

Расчетная функция Г1 = /( 6 ф) для сетчатого электрода

(по-прежнему еЭл= вф и бал = 40 мкм) описывается кри­ вой 2 рис. 8.6. Как видим, соотношение емкостей рабо­ чих слоев возрастает в 1,5—3 раза по сравнению со сплошным электродом, что и явилось целью конструк­ тивных изменений. В результате двухэлектродные преоб­ разователи с сеточным электродом имеют отношение Yi« 20 -г- 30. Этого вполне достаточно для получения при­ емлемых параметров приборов. Столь большое отноше­ ние емкостей в этой конструкции достигается также бла­

годаря структуре самого слоя,

350