Приборы и устройства для формирования видимого изображения: Учебное пособие, страница 29

      Видеомониторы построены по единой функциональной схеме, приведенной на рис. 1.10  главы 1.

Фирма NEC Technologies (США) на выставке NAB "2001 продемонстрировала серийно выпускаемый плазменный видеомонитор NEC Plasma Sync 61MP1 со 155-см диагональю экрана. Разрешение 1365х768 триад, яркость 600 кд/м², контраст 1000:1, угол обзора 160⁰, число градаций яркости 256, масса 70 кг, потребляемая мощность 700 Вт. В сентябре 2000 г. фирмы Samsung, LG представили телевизоры и дисплеи с плазменным экраном большого размера: 70 и 71" (178 и 180 см) по диагонали с HD-разрешением 1920х1080 и яркостью соответственно 1000 и 900 кд/м², контраст 1500:1. В изделиях фирмы Samsung применена технология адаптивного улучшения качества изображения DNIe. Уже имеются образцы плазменных панелей с диагональю 80".

Состояние отечественных разработок и производства плазменных дисплеев характеризуют данные, опубликованные в 2002 г. ОАО "Плазма". Так, характеристики планируемого к разработке дисплея группового пользования на трёхэлектродной ГИП следующие: информационная ёмкость 1024х768; шаг пикселов 0,84 мм; яркость 350 кд/м²; контраст 300:1; информационный стандарт XGA; ресурс 30000 ч; потребляемая мощность 350 Вт.

Разрабатываемый дисплей коллективного пользования должен обеспечивать информационную ёмкость 1024х768, формат изображения 4х6 м² при шаге пикселов 3 мм, яркость не менее 300 кд/м², контраст 100:1, потребляемую мощность 3,5 кВт/м² и ресурс 30 тыс. часов.

Российскими фирмами "Инфор", "Гелиотрон Видеосистемы" и "Инкотекс" на базе 7 типов ГИП постоянного тока разработано 7 типов модулей для наборных экранов.

Глава 5. Электролюминесцентные и накальные индикаторы

5.1. Электролюминесцентные индикаторы и УОИ на их основе

Электролюминесценцией называется такая люминесценция, при которой энергия излучающего тела (органического или неорганического люминофора – широкозонного полупроводника) отбирается непосредственно от электрического поля. При этом световые кванты генерируются как при рекомбинации электронов и дырок  в определенной области полупроводника, так и при девозбуждении центров люминесценции. Электролюминесцентные индикаторы (ЭЛИ) находят все более широкое применение. О начале производства устройств отображения информации на ЭЛИ объявили более 30 предприятий и фирм. Прогнозируется, что в 2005 г. объём продаж ЭЛИ составит 3 млрд долл. США против 5,1 млрд для плазменных панелей и 55,8 млрд для ЖКИ.

Различают два основных вида электролюминесценции: предпробойную и инжекционную. При предпробойной  электролюминесценции  в полупроводнике создается сильное электрическое поле, близкое к пробивному, генерирующее заряженные частицы. При инжекционной электролюминесценции носители одного знака инжектируются в область с избыточной концентрацией носителей другого знака.

5.1.1.  Предпробойная электролюминесценция

Основными процессами предпробойной электролюминесценции являются процессы электрического пробоя полупроводников в сильном поле:  туннельный переход из валентной зоны широкозонного полупроводника и с центров люминесценции в зону проводимости, т.е. ионизация атомов примеси с образованием (разделением) электронов и дырок; ударная ионизация атомов полупроводника и ударное возбуждение центров люминесценции.

Туннельная ионизация - туннельный переход электронов из валентной зоны в зону проводимости (эффект Зенера) имеет место при ионизации кристалла в сильном электрическом поле. При этом ток электронов будет пропорционален вероятности ионизации за единицу времени:

                              ,                        (5.1)                           

где - напряженность электрического поля, - эффективная масса электрона, - ширина запрещенной зоны, - период кристаллической решетки, - нормированная постоянная Планка.

Если при туннельном переходе электрон поглощает один или несколько квантов тепловых колебаний кристаллической решетки – фононов, то это эквивалентно понижению барьера и увеличению вероятности перехода. В этом случае формула для вероятности ионизации будет иной и при   примет следующий вид:

                         ,                 5.2)                

где - постоянная величина. Концентрация носителей пропорциональна вероятности ионизации и зависит от температуры.

При ударной ионизации в сильном электрическом поле электроны зоны проводимости ускоряются, приобретая энергии, достаточные для выбивания электронов  из валентной зоны в зону проводимости, т.е. происходит ионизация атомов полупроводника. На процесс ускорения влияет рассеяние энергии электронов на тепловых колебаниях решетки. Напряженность поля, возникающего при тепловых колебаниях решетки ионного кристалла, очень велика и обычно больше напряженности внешнего поля. В таких кристаллах соседние атомы или ионы смещаются из положения равновесия в противофазе (оптические фононы), рассеяние электронов очень велико и поэтому длина свободного пробега электронов в них имеет величину порядка периода кристаллической решетки. Электрон деформирует решетку, и область деформации (полярон) перемещается вместе с электроном. Из-за большой эффективной массы полярона  электрон очень трудно ускорить внешним полем. Вся энергия поля идет на разогрев кристалла и его тепловое разрушение.

В кристаллах с ковалентной связью с акустическими фононами взаимодействие с ними электронов слабее и поэтому длина свободного пробега на несколько порядков больше, чем в ионных.

Индикаторы на предпробойной электролюминесценции изготавливают либо на основе  порошковых люминофоров, либо на основе тонкопленочных слоев люминофора.