【文章內(nèi)容簡介】 于背電極是鋁，使發(fā)出的光反射，光將全部從玻璃基板側(cè)發(fā)射出去。 ? 發(fā)光色隨添加稀土鹵化物材料不同而異。 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) ? 雙重絕緣層結(jié)構(gòu)薄膜 ELD： ? 是在玻璃基板上蒸鍍 SnO2透明導(dǎo)電膜 (或 ITO膜 )，其上是 200nm Y2O3(Si3N4)絕緣層。 ? 發(fā)光材料用 500nm厚添加金屬 Mn激活劑的 ZnS發(fā)光層，在蒸鍍發(fā)光層后要進行“成形處理”，以改善熒光粉結(jié)晶性能； ? 蒸鍍第二層的 200nm Y2O3(Si3N4)絕緣層，各層薄膜依順序采用電子束蒸發(fā)技術(shù)來制備。 ? 背電極用蒸發(fā)鋁， ? 透明電極和背電極做成各自平行的條形電極，且兩電極形成空間交叉的布線配置。 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) ? 為防止因吸收大氣中的水分而受潮，故在背電極上面覆蓋一塊密封用玻璃蓋板。 ? 在背電極與玻璃蓋板之間填入防潮吸濕劑或硅油， ? 用環(huán)氧樹脂粘接劑密封四周，保證長壽命、高可靠性的特性。 ? 繼 Ball研究所的薄膜 ELD后日本夏普公司研制出的， L高達 5100cd/m2(5kHz， AC250V條件 )， 壽命達 2 l04h 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) 高場電致發(fā)光顯示 交流薄膜電致發(fā)光顯示（ ACTFEL） 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) 其工作原理： ? 結(jié)構(gòu)中發(fā)光層與電極間不直接接觸。 ? 施加電壓時，陷阱上釋放出電子并加速，向另一側(cè)電極運動，復(fù)合而發(fā)光。 ? 其中一部分電子殘留在絕緣層界面上，當(dāng)施加反向電壓時，殘留在內(nèi)部的電荷被疊加使發(fā)光層激勵離化，再復(fù)合而發(fā)光。 ? 同時使一部分電子殘留在另一電極側(cè)的絕緣層界面上 ? 薄膜型 ELD在一個脈沖中只發(fā)一次光，與分散型ELD器件不同。 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) ? 由于 ZnS： Mn熒光粉層中存在著雜質(zhì)和晶格缺陷等形成的局域能級，局域能級對薄膜型 ELD的發(fā)光特性有很大的影響。 ? 因此，對形成發(fā)光中心的 Mn的添加量應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)，獲得高的發(fā)光亮度。 局域能級的 分布如圖 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) ? 具有光分極電荷而發(fā)光，稱為 ELD器件的 光分極效應(yīng) 。 ? 圖：外加電壓下兩個電極帶正負電，光照下熒光粉產(chǎn)生電子空穴對，分別向兩極堆積的現(xiàn)象， 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) ? 光先緩和效應(yīng)： 當(dāng) ELD器件 的兩電極保持短路狀態(tài)，并伴有外部光照射的情況下，則在發(fā)光層上被保存的分極電荷就會緩慢消失，而不發(fā)光的現(xiàn)象。 ? 如圖 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) ? 當(dāng)使用 外部光照 時，外部照射光比 ZnS的 Eg大的能量，即用比 400nm短的光束。 ? 內(nèi)部分極過渡電流在 400K以下時非常小， ? 在 500K前后開始產(chǎn)生急劇地變化，說明 ZnS薄膜在 500K左右產(chǎn)生內(nèi)部分極電荷。 ? 或分極電荷反向電壓下復(fù)合發(fā)光并反向堆積，運動中也伴有發(fā)光 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) 交流 ACTFELD的特性 a、電壓 U與 L的特性曲線。 ? 圖中時間 t是器件的老化時間，即亮度隨施加電壓的時間 t而變化。隨著時間變化，曲線向高電壓一側(cè)移動，而亮度趨向飽和。 ? 有明顯的閾值電壓， ? 電壓 亮度曲線非常陡峭 ? 且 L高。 圖 ACTFELD的電壓 亮度特性曲線 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) ? 因交流驅(qū)動時，在發(fā)光層內(nèi)產(chǎn)生分極電荷，分極電荷的分極電壓與驅(qū)動電壓疊加后施加在發(fā)光層上，使其 L明顯地增大。 器件制作后一般要經(jīng)過 80h老化處理工藝，特性趨于穩(wěn)定，完全穩(wěn)定下器件可使用的壽命達 2 104h以上。 施加脈沖電壓時的光輸出圖 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) b、 ACTFELD的存儲效應(yīng)： 如圖 。 ? 當(dāng)施加的交流電壓 U徐徐上升時，發(fā)光亮度 L沿曲線 (Ⅰ )上升。上升后電壓徐徐下降時， L沿著曲線 (Ⅱ )下降。 ? 根據(jù)施加電壓的大小還可分別沿著曲線 (Ⅲ )別的路徑下降，組成無數(shù)的滯后曲線。這種現(xiàn)象稱為 滯后效應(yīng) 。 ? 顯示了有可能進行模擬 量的存儲。 ? 在不增加 Mn的雜質(zhì)含量 和發(fā)光層的厚度時，器件 不會表現(xiàn)出存儲效應(yīng)。 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) c、當(dāng)施加不同極性的脈沖電壓時發(fā)光強度高 圖 ， ? 但當(dāng)施加相同極性的脈沖電壓時發(fā)光強度就下降，繼續(xù)施加相同極性的脈沖電壓就會變得不發(fā)光。 產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因： 在于發(fā)光層中產(chǎn)生分極效應(yīng)所致 ? 在相反極性脈沖電壓下發(fā)光層內(nèi)部分極電壓使加到發(fā)光層上的有效電壓值更加，極化效應(yīng)增強了有效電場，使亮度增加。 ? 在相同極性的脈沖電壓下， ? 分極電壓和外電壓極性相 ? 反，使疊加在發(fā)光層上的 ? 有效電壓值降低，甚至不 ? 能發(fā)光。 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) ? d、 ACTFELD的光寫入和光消除 ： ? 存儲效應(yīng)型薄膜 ELD具有光分極效應(yīng)、光緩和效應(yīng)，可使器件進行光寫入和光消除。 ? 首先，施加一交流脈沖維持電壓 Us(=Uth)。施加脈沖的同時，伴隨著外部光照射，則發(fā)光層中因光注入載流子增加，故熒光體發(fā)光。 光分極效應(yīng)的光寫入工作原理圖 : a)維持脈沖波形 b)內(nèi)部電壓波形 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) ? 發(fā)光時發(fā)光層中產(chǎn)生分極電壓 UP與下一個脈沖電壓重疊。 ? 依次施加脈沖電壓時，就繼續(xù)發(fā)光。 ? 由于分極電壓 UP與發(fā)光強度呈正比關(guān)系，故使光圖像的 寫入 成為可能。 ? 另一方面，在發(fā)光的脈沖電壓停止期間 ? 用外部光 (L’)照射時，發(fā)光層中分極電荷緩慢復(fù)合而消失。 ? 利用此光緩和效應(yīng)由光照射而消除圖像稱為 光消除特性。 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) ? 圖 光緩和效應(yīng)的光消除特性 ? a)維持脈沖波形 b)內(nèi)部分極電壓波形 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) ? 利用 ACTFELD的光寫入特性，可作為圖像存儲器件；可實現(xiàn)光筆顯示，可用光筆在顯示板上修改或?qū)懭胄碌男畔ⅲ瑢崿F(xiàn)人 機對話，具有重要意義。 ? 將具有灰度圖案的膠片放置在 ACTFELD的玻璃基板上(如圖 )，用紫外線照射時，不同灰度處通過的光通量也不相同，故產(chǎn)生的 光分極電場 也有差異，當(dāng)施加維持電壓后會顯示出一幅與原圖一樣的圖像。 ? 圖像清晰，其分辨力可達 3線 /mm。 ? 1灰度圖案或膠片 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) 矩陣式 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) 薄膜直流型 ELD（ DCTFELD) ? 結(jié)構(gòu)與分散型 DCPELD同： ? 在玻璃基板上蒸發(fā)透明電極，然后蒸發(fā)發(fā)光層(ZnS： Cu)，再制作背電極鋁， ? 而后進行 “成形” 處理，在發(fā)光層上由于 Cu離子的移動而產(chǎn)生 N型 ZnS區(qū)和 CuxS的 P型區(qū)，形成PN結(jié)結(jié)構(gòu)。 圖表示了 DCTFELD從 PN結(jié)上產(chǎn)生發(fā)光的原理。 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) ELD的各種材料 一、發(fā)光材料 ? 主要用 ZnS發(fā)光材料。如表 。由于激發(fā)過程不同，其激活劑的添加量比熒光管中激活劑的大得多。 ? 用了 Mn(黃橙色 )、 TbF3(綠色 )， PrF3(白色 )， DyF3(黃白色 )等作為激活劑。其中，激活劑 Mn的發(fā)光效率比較高。 ? 還用了 SrS： Ce、 Ba 2ZnS： Mn， CaS： Ce、 ZnS： Te，Mn， CaS： Eu等材料， ? 使用 SrS、 CaS等母體，混入 Mn、 Ce、 Eu等遷移金屬、稀土類作為局域發(fā)光中心制作分散型 ELD器件，得到了較窄的發(fā)光光譜。 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) 主要發(fā)光材料和激活劑 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) 二、電介質(zhì)材料 ? 為使無機分散型 ELD獲得高阻抗，在發(fā)光層的一側(cè)面上制作電介質(zhì)絕緣層，常用 BaTiO3等高介電常數(shù)的電介質(zhì)。 ? 在有機膠片狀 分散型交流 ELD上 ，使用介電常數(shù)在 8—15左右的彎曲性能好的高分子電介質(zhì)。 ? 表 。 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) ? 薄膜型交流 ELD用的電介質(zhì)材料有 ： Y2O Si3NSm2O3 、 Ta 2O BaTiO PbTiO3等。 ? 介電常數(shù)在 10～ 180之間，應(yīng)該與發(fā)光材料、電極材料等相適應(yīng)，與蒸發(fā)條件也有很大的關(guān)系。 ? 如用 Si3N4絕緣層代替 Y2O3對提高可靠性有利。 ? 雖 Si3N4膜不會影響透明電極，而它和背電極鋁間粘著性差。為此，在鋁層與 Si3N4之間需要插入 SiO2層解決粘著性問題。 西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代顯示技術(shù) ? 為防止電介質(zhì)絕緣層上 的吸濕 ，有必要制備無針孔的致密薄膜。 ? 如圖：閾值電壓 Uth與電介質(zhì)的介電常數(shù)關(guān)系：電介質(zhì)的介電常數(shù)高， Uth較低。 為不降