WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

а

б

Рис. 2. Зависимость эффективности КЛ B-фосфора ZnS:Ag,Al (a) и R-фосфора Y2O2S:Eu (б) от возбуждающего напряжения (содержание электропроводной добавки в КЛ экране 15 масс. %). Размер зерна ЭД 1,0-2,0 мкм.

В экранах были использованы микрокристаллические добавки In2O3 и ZnO. Эффективное возбуждение люминесценции начинается при напряжении несколько десятков вольт. Влияние электрон-проводящих добавок особенно отчётливо проявляется на примере R-люминофора Y2O2S:Eu. Можно видеть, что с ЭД люминесценция возникает при значительно меньших напряжениях. Использование нанокристаллических (~ 30-50 нм) добавок позволяет существенно повысить яркость экрана низковольтного катодолюминесцентного дисплея, поскольку появляется возможность снизить содержание нелюминесцирующих электропроводных добавок с 15-20 до 4-6 масс. %.

а

б

в

Рис. 3. Зависимость электропроводности экранов от содержания и размера зерна электропроводных добавок (a - экран на основе R-фосфора; б - экран на основе G-фосфора; в - экран на основе смеси RGB-фосфоров)

На рис. 3 приведены зависимости электропроводности RGB-экранов от содержания и размера частиц электропроводных добавок. Можно видеть, что начиная с концентрации нанокристаллических ЭД 4-6 масс. % электропроводность экрана практически не изменяется, в то время как при использовании микронных ЭД электропроводность продолжает расти вплоть до 20 масс. %. Это обусловлено тем, что при использовании нанокристаллических ЭД контакт между зёрнами, обеспечивающий сток заряда к аноду, значительно облегчается по сравнению с "большими" микронными частицами.

На рисунке 4 приведены зависимости координат цветности от содержания активатора при фото- и катодовозбуждении.

Рис. 4. Зависимость координат цветности от концентрации активатора

(Uа = 125 В, Q=1/240); Q - скважность

При фотовозбуждении координаты цветности люминофора Y2O2S:Eu (R) смещены в более красную область спектра. При возбуждении медленными электронами координаты цветности смещены в менее красную область. Увеличение содержания активатора (Eu) также приводит к смещению координат цветности в более красную область. Однако при этом наблюдается снижение яркости КЛ при концентрации ионов Eu3+ выше 8-10 ат. %. Это объясняется следующим. Глубина проникновения электронов низких и средних энергий составляет единицы периодов элементарной ячейки кристаллической структуры зерна люминофора (единицы нанометров). При фотовозбуждении глубина проникновения электромагнитного излучения соизмерима с радиусом зерна (единицы микрометров). Различие в координатах цветности при фото- и катодолюминесценции свидетельствует о неоднородности химического состава зерна люминофора: наблюдается градиент концентрации активатора в сторону её увеличения к центру зерна.

В четвёртой главе приведены результаты сравнительного исследования эффективности катодолюминесценции, цветовых координат RGB-фосфоров и вторичной структуры фосфоров и экранов на их основе. Основные катодолюминесцентные характеристики приведены в таблицах 1 (низковольное возбуждение) и 2 (средневольтовое возбуждение). Кроме полученных нами фосфоров, для сравнения приведены параметры других RGB-фосфоров, синтезированных ранее в лаборатории химии твёрдого тела кафедры общей и неорганической химии СГУ.

Таблица 1. Характеристики RGB-фосфоров (возбуждение 40-50 В; 1-5 мА/см2, Q=1/255)

Цвет



Фосфор

,

лм/Вт

CIE

x

y

Red

Y2O2S:Eu

0,52-0,60

0,614

0,364

(Sr,Ca)TiO3:Pr,Al,Ga

0,48-0,56

0,613

0,355

Green

ZnS:Cu,Al

1,80-1,95

0,305

0,622

(Y,Gd)2O2S:Tb

1,20-1,25

0,313

0,617

ZnGa2O4:Mn

0,45-0,49

0,307

0,624

Blue

ZnS:Ag,Al

0,47-0,51

0,143

0,071

(Zn0.88Mg0.12)O:Zn,Ga

0,40-0,45

0,141

0,088

Таблица 2. Характеристики RGB-фосфоров (возбуждение 400 В; 0,05-0,1 мА/см2, Q=1/255)

Цвет

Фосфор

,

лм/Вт

CIE

x

y

Red

Y2O2S:Eu

0,57-0,71

0,616

0,365

(Sr,Ca)TiO3:Pr,Al,Ga

0,60-0,65

0,612

0,356

Green

ZnS:Cu,Al

1,95-2,17

0,307

0,620

(Y,Gd)2O2S:Tb

1,20-1,30

0,311

0,618

ZnGa2O4:Mn

0,80-0,85

0,308

0,622

Blue

ZnS:Ag,Al

0,66-0,70

0,145

0,073

(Zn0.88Mg0.12)O:Zn,Ga

0,48-0,50

0,142

0,089

Из данных, приведённых в табл. 1 и 2, видно, что при одной и той же скважности и мощности возбуждения наблюдается увеличение эффективности GB-фосфоров в средневольтовом диапазоне. По-видимому, это связано с увеличением глубины проникновения возбуждающих электронов в зерно люминофора. Если при низковольтном возбуждении она составляет единицы атомных слоёв, то в диапазоне 100-1000 эВ она достигает сотен атомных слоёв. В этом диапазоне энергий также повышается эффективность переноса энергии электронного возбуждения за счёт миграции неосновных носителей заряда (дырок). Эффективность плазмонного переноса энергии в редкоземельных фосфорах слабо зависит от энергии возбуждающих электронов (средняя энергия плазмонов для Y2O2S:Eu составляет 25-27 эВ).

Нами была предпринята попытка применить теоретический аппарат, используемый в люминесцентных методах анализа полупроводников, для определения диффузионно-дрейфовой длины L и приведённой (отнесённой к коэффициенту диффузии D) скорости поверхностной рекомбинации неосновных носителей – S/D.

Таблица 3. Характеристики фосфоров с красным цветом свечения (ja=1-5 мА/см2,Ua=250 В)

Фосфор

Прив. скорость поверх.

рекомбинации S/D, см-1

Диффузионно-дрейфовая

длина L, см

ZnS:Ag,Cl

5,4105

1,210-6

ZnS:Cu,Al

5,2105

1,310-6

(Zn,Cd)S:Ag,In

1,6105

8,010-7

Y2O2S:Eu

2,5105

9,010-7

S – число атомов, приходящихся на единицу поверхности в единицу времени; D – коэффициент диффузии.

Метод основан на анализе зависимости интенсивности КЛ от глубины области генерации неравновесных носителей при постоянной мощности возбуждения. Исходные данные получали экспериментально в ВФД опытной конструкции. Рекомбинационные параметры для различных RGB фосфоров, представлены в таблице 3.

Хорошее согласование наших результатов с известными данными, полученными другими методами подтверждают правомерность выбранного подхода. Исходя из значений основных рекомбинационных параметров, нами оценена толщина "мёртвого" слоя и оптимальный размер зерна фосфора. Они составляют ~0,03 мкм и ~0,1 мкм соответственно.

В таблице 4 приведены характеристики фосфоров с красным цветом свечения, эффективно возбуждаемых медленными электронами.

Таблица 4. Характеристики фосфоров с красным цветом свечения (ja=1-5 мА/см2)

Фосфор

Возбуждение

U, В

,

лм/Вт

CIE

X

Y

(Zn,Cd)S:Ag,In

40

0,82

0,612

0,352

60

0,80

0,611

0,352

SrTiO3:Pr

60

0,60

0,612

0,356

Y2O2S:Eu

40

2,0 ат. % Eu

0,46

0,632

0,348

4,0 ат. % Eu

0,62

0,629

0,338

60

2,0 ат. % Eu

0,72

0,630

0,348

4,0 ат. % Eu

0,78

0,628

0,340

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»