Технология изготовления электролюминесцентных индикаторов и дисплеев на их основе

Почти все дисплеи имеют ряд специфических особенностей; поэтому проектировщики дисплеев должны учитывать при раз­работке большое количество разнообразных факторов [24]. При изготовлении электролюминесцентных дисплеев используются одновременно три вида технологии: технология светодиодов, тех­нология кремниевых интегральных схем (ИС) и технология мон­тажа дисплеев (рис. 7.21). Для получения иаилучших резуль-. татов при минимальной стоимости и максимальной надежности необходимо обеспечить оптимальную взаимосвязь между этими

р-n-Переход

СВЕТОДИОД'

расположение. - м

Число ВыШоВ Внешний вин

Стоимость

Технология изготовления электролюминесцентных индикаторов и дисплеев на их основе

размеры и форма Оптическая сВязь Монтаж

Мощность пита - ^'^ежнкті ния

Технология изготовления электролюминесцентных индикаторов и дисплеев на их основе

С50РКА

Пластмасса

Технология изготовления электролюминесцентных индикаторов и дисплеев на их основе

Межсоединения __ ■Текущая проВерка Внешние воздей­ствия

КРЕМНИЕВЫЕ И С

Технология изготовления электролюминесцентных индикаторов и дисплеев на их основе

Светодиод ИС

Рис. 7.21. Взаимосвязь между тремя видами технологии, которые исполь­зуются при изготовлении электролюминесцентных дисплеев.

видами технологии. Ряд параметров, по которым происходит стыковка между различными видами технологии и которые надо учитывать при проектировании, указаны на рис. 7.21.

Например, в основе взаимосвязи между технологией ИС и сборкой лежат следующие соображения. Число внешних и вну­тренних соединений зависит от выбора ИС. Последовательно включаемые резисторы могут быть частью ИС, а могут быть нанесены на монтажную плату, т. е. быть частью корпуса. Вы­бор герметизации зависит от условий работы как ИС, так и све­тодиода. Подобные же соображения определяют взаимосвязь между технологией светодиодов и ИС, а также между техноло­гией светодиодов и сборкой. Поэтому надо ПОМНИТЬ, ЧТО стои­мость и качество работы электролюминесцентных дисплеев за­висит От возможностей всех трех типов технологии. Например, выбор герметизирующего покрытия зависит от вида подложки, используемой при сборке. Самая дешевая подложка — металли­ческая рамка — лучше всего подходит для непрерывной фор­мовки (самого дешевого способа герметизации). Однако на та­кой подложке трудно осуществлять перекрещивающиеся соеди­нения, что ограничивает сложность дисплеев. Поэтому некото­рые дисплеи имеют большее число внешних выводов, так что выигрыш, полученный при разработке конструкции дисплея, мо­жет быть сведен на нет при разработке разъемов или системы соединений. Хотя в отдельности каждая технология развита до­статочно хорошо, оптимизация их взаимосвязи представляет широкие возможности для совершенствования. Наиболее слож­ными являются приборы, содержащие светодиоды и ИС, напри-

Технология изготовления электролюминесцентных индикаторов и дисплеев на их основе

Рис. 7.22. Цифровой индикатор, содержащий 28 красных светодиодов из GaAsi-jP* и твердотельные ИС [25].

мер цифровой индикатор, содержащий 28 красных светодиодов, (рис. 7.22 [25]). Светодиоды и ИС смонтированы на керамиче - Ш ской подложке с нанесенной на нее тол сто пленочной схемой, Л которая помещена в металлический корпус и герметически за-’ Щ крыта пластиной из цветного стекла. Более простая конструк­ция приведена на рис. 7.23, где показан дисплей с несколькими цифровыми индикаторами [26]. В этом дисплее цифры боль­шого размера получаются с помощью маленьких светодиодов, а все элементы дисплея смонтированы на одной керамической подложке.

Наиболее существенным упрощением в разработке индика­торов является введение функций памяти и запуска непосред­ственно в светодиод. Светодиоды с S-образной вольт-амперной характеристикой, излучающие свет в состоянии с большой про­водимостью, были получены из ZnTe [27] и GaP [28—30] (зе­леные), из ZnSe/Tei-* [31] (оранжевые) и из GaAsi-^Рд: [32] (красные). Некоторые светодиоды с отрицательным сопротив­лением описаны в разд. 2.1. Рассмотрим монолитную интеграль­ную схему, в которой функции логики и индикации введены в прибор из GaAs, излучающий в инфракрасной области спектра [33]. Работа излучающего ключа в матричном индикаторе про­исходит следующим образом. Семейство нагрузочных прямыл выбирается так, чтобы они пересекали вольт-амперную харак-

Крышка

Технология изготовления электролюминесцентных индикаторов и дисплеев на их основе

Рис. 7.23. Числовой дисплей с семиполосковыми индикаторами.

Светодиоды из GaP и кремниевые ИС смонтированы на керамической или печатной плате. Свет рассеивается металлизированными рефлекторами в верхней пластмассовой или ке­рамической крышке.

Нагрузочная прямая

триггера

-

Вольт-ампернай

характеристика

Нагрузочная прямая V

включенного состоят([18]

УНагрузочная пря - /

1 мфг Выключен - / X

Л умого состояния!

о о, г о,4 о, б о,8 1,0 1,г

'Нормализованное напряжение на приборе

I

!■«*

> s Ofi

I 9і

j

|«г

Рнс. 7.24. Вольт-амперная характеристика прибора с отрицательным сопро­тивлением в нормализованных координатах и нагрузочные прямые для адре­сации матричного индикатора [33].

теристику прибора в трех точках (рис. 7.24): в устойчивом со­стоянии с низкой проводимостью, в неустойчивом состоянии с от­рицательной проводимостью и в устойчивом состоянии с высокой проводимостью, когда происходит излучение света. Для включе­ния прибора необходимо, чтобы совпали две нагрузочные прямые (на пересечении столбца и строки). Основным требованием к матричному индикатору является совпадение пороговых на­пряжений всех элементов, что в существующих полупроводни­ковых материалах реализовать сложно, поскольку характери­стики приборов сильно зависят от. толщины слоев р— і — п - структур. Лучшую стабильность можно получить с помощью но­вого типа приборов с отрицательным сопротивлением, который называется тироптором (Thyroptor) [33] и изготавливается на основе GaP. В этом приборе включение в диод функций памяти осуществляется с помощью высокоомной области, которая рабо­тает как лавинный фотоумножитель. В таком приборе измене­ние толщины слоя в 5 раз приводит лишь к двукратному изме­нению порогового напряжения.

Оставить комментарий