Матричный электролюминесцентный индикатор Советский патент 1991 года по МПК H05B33/22 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к устройствам визуального отображения информации.

Целью изобретения является повышение надежности индикатора и повышение яркости и контрастности изображения.

На чертеже изображена схема индикатора.

Матричный электролюминесцентный индикатор (ЭЛИ) содержит прозрачную диэлектрическую подложку 1, прозрачные горизонтальные электроды 2, слой защитной жидкости 3, непрозрачную диэлектрическую подложку 4, в углублениях которой сформированы металлические вертикальные электроды 5, второй слой прозрачного диэлектрика 6, слой электролюминофора 7, первый слой прозрачного диэлектрика 8.

Диэлектрическая подложка 1 выполнена из листового стекла, горизонтальные

электроды 2 - из полупроводниковой пленки двуокиси олова (SnOa), иногда с добавкой двуокиси индия (1пОз). Металлические вертикальные электроды 5 выполнены из металла с большим коэффициентом отражения, например из алюминия, имеющего хорошую адгезию при термовакуумном напылении и коэффициент отражения 0,99 в видимом спектральном диапазоне. Диэлектрик 6 - это слой SiOa, созданный методом термовакуумной сублимации твердой двуокиси кремния с последующей конденсацией на подложке 4. Слой электролюминофора 7 имеет толщину 1 мкм и создается осаждением из паровой фазы пленки ZnS. С целью повышения ярко- стных характеристик и надежности слой люминофора активируют марганцем Мп и хлором CI. Устройство герметизируется по краям, а к выступающим частям вертикалью ел ю

ч

ных и горизонтальных электродов присоединяются внешние выводы (не показаны).

Индикатор работает следующим образом.

При подаче переменного (или,импульсного) напряжения на электроды 2 и 5 в месте их пересечения к слою электролюминофора 7 и жидкого кристалла .3 прикладывается напряжение. В этой системе из двух последовательно соединенных емкостей (люминофора и жидкого кристалла) начинает протекать емкостный ток, вызывающий свечение люминофора. Одновременно в слое жидкого кристалла происходит переориентация молекулярных цепей, что ведет к просветлению этого слоя. Вследствие отого 50% фотонов, возбужденных в прозрачном слое люминофора, через образовавшееся просветленное окно из жидких кристаллов, электрод 2 и подложку 1 попадают в зрительную систему наблюдателя. Остальные 50% (направленные в противоположную сторону) проходят через диэлектрик 6 и, отразившись от электрода 5, также выводятся в сторону наблюдателя. Это дает возможность почти в 2 раза (за вычетом излучения, поглощенного в слоях) увеличить внешнюю квантовую эффективность ЭЛИ. Учитывая, что работа с такими приборами практически всегда происходит в присутствии внешнего фона, его часть, попавшая в просветленное окно в слое жидких кристаллов, и, пройдя через слой люминофора и диэлектрика 6, а также отразившись от слоя 5, возвратится к наблюдателю и внесет свой вклад в световой поток. Поэтому, чем больше яркость фона, тем выше его вклад в световой поток. В известных ЭЛИ увеличение внешнго фона ведет к уменьшению контрастности за счет уменьшения разности в яркости между светящимся знаком и фоном. В предлагаемом индикаторе величина фона остается практически постоянной, так как она определяется только отражением от лицевой панели прозрачной подложки 1 и границы раздела между слоями 1 и 2. То же излучение, что прошло через эти слои, поглощается слоем жидких кристаллов и, таким образом, не повышает яркости фона. Вследствие этого более чем в 2 раза возрастает контрастность предлагаемого ЭЛИ при прочих равных условиях, которая к тому же растет с увеличением яркости внешнего освещения, в то время, как в существующих конструкциях этот процесс имеет обратный, отрицательный характер.

Положительную роль играет в предлагаемом индикаторе слой жидких кристаллов. С одной стороны, он служит а качестве защитной жидкости между слоем люминофора и горазонтальными электродами. Его роль заключается в установлении емкостного контакта между этими слоями, вследствие чего не происходит травмирования слоя

люминофора в процессе изготовления и отсутствуют электромиграционные процессы в рабочем режиме, что, естественно, ведет к росту надежности ЭЛИ. С другой стороны, обладая свойством поляризуемости, слой

0 жидких кристаллов позволяет снизить рабочие напряжения индикатора по сравнению с известными конструкциями, что также положительно сказывается на надежности и долговечности работы, а также снижает тре5 бования к элементам коммутации схем управления.

Отсутствие черненного слоя в предлагаемой конструкции ведет к упрощению технологии изготовления ЭЛИ,

0 Расположение слоя жидких кристаллов впереди слоя люминофора (по отношению к наблюдателю) позволяет не только так же эффективно использовать отраженный в обратную сторону поток излучения, но и-.

5 избежать появления ореола вокруг индицируемого элемента за счет некоторой канализации этого излучения в сторону наблюдателя и отсутствия ввиду этого явля- ения параллакса в плоскости наблюдателя.

0 Увеличение надежности работы ЭЛИ достигается также за счет утапливания непрозрачных металлических электродов 5 в приповерхностный слой диэлектрической подложки 4. Это объясняется тем, что при

5 нанесении слоя диэлектрика и люминофора на выступающие электроды у их границы (на ступеньке) толщина слоя диэлектрика будет меньше, чем на остальных участках. Вследствие этого именно на этих участках концен0 трируется наибольшая напряженность прикладываемого электрического поля, что ведет к усиленному электромиграционному процессу, снижающему электрическую прочность диэлектрика. В данной конструк5 ции слой диэлектрика наносится на ровную поверхность, имеет одинаковую толщину по всей поверхности, что, естественно, снижает вероятность проявления описанных процессов и увеличивает надежность ЭЛИ в

0 целом.

Формула изобретения Матричный электролюминесцентный индикатор, содержащий прозрачную диэлектрическую подложку с расположенными

5 на ее поверхности прозрачными горизонтальными электродами, слой защитной жидкости, первый и второй слои прозрачного . диэлектрика, между которыми расположен слой электролюминофора, и непрозрачную диэлектрическую подложку с расположенными на ней непрозрачными металлическими вертикальными электродами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности индикатора и повышения яркости и контрастности изображения, слой защитной жидкости расположен между первым слоем прозрачного диэлектрика и прозрачной диэлектрической подложкой.

металлические вертикальные электроды расположены в углублениях непрозрачной диэлектрической подложки заподлицо с ее поверхностью, второй слой прозрачного диэлектрика нанесен на непрозрачную диэлектрическую подложку, слой защитной жидкости выполнен из сегнетоэлектриче- ского жидкого кристалла.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам визуального отображения информации. Цель изобретения - повышение надежности индикатора и повышение яркости и контрастности изображения. Для этого слой защитной жидкости выполнен из сегнетоэ- лектрического жидкого кристалла, а металлические вертикальные электроды расположены в углублениях непрозрачной диэлектрической подложки заподлицо с ее поверхностью, что обеспечивает установление емкостного контакта между слоем элек- тролюминофора и горизонтальными электродами, исключает травмирование слоя люминофора в процессе изготовления и электромиграционные процессы в рабочем режиме и позволяет снизить рабочие напряжения индикатора. 1 ил.

s , /

.. -А

8v:,.V o:-: :: : :; v :-;- Ci