Elektroluminescencja wewnętrzna
Zbigniew Porada
rok wydania: 2013
stron: 144
oprawa: miękka
format: B5
wydawnictwo: Politechnika Krakowska
Celem tej książki jest przedstawienie fizycznych podstaw działania struktur elektroluminescencyjnych wykorzystujących efekt Destriau oraz ich zastosowań. Zostały też opisane metody wytwarzania takich struktur, stosowane materiały elektroluminescencyjne, zachodzące w nich procesy starzeniowe, modele matematyczne takich procesów, jak również możliwości renowacji starzonych struktur. W końcowym rozdziale opisano
wybrane przykłady zastosowań omawianych struktur, głównie spełniających rolę wyświetlaczy elektroluminescencyjnych, jak również ich zastosowań we wzmacniaczach słabych sygnałów świetlnych, w optoelektronicznych obwodach logicznych i w układach opóźniających sygnały optyczne i elektryczne.
Postęp technologiczny, jaki dokonał się w ostatnich kilkunastu latach w dziedzinie materiałów półprzewodnikowych, w tym również materiałów luminescencyjnych, spowodował znaczny wzrost zainteresowania także wyświetlaczami elektroluminescencyjnymi. Są one coraz szerzej stosowane (firma Planar Systems Inc.), a ich parametry świetlne i trwałość w ciągu kilku lat uległy nawet kilkunastokrotnej poprawie. Można więc przypuszczać, że zainteresowanie nimi nie zmaleje, mimo silnej konkurencji ze strony materiałów organicznych (OLED-y).
Mam nadzieję, że książka ta okaże się przydatna dla badaczy interesujących się zjawiskiem elektroluminescencji wewnętrznej i jego zastosowaniami, a także dla studentów i doktorantów oraz przyczyni się do coraz większego upowszechnienia omawianych w niej struktur elektroluminescencyjnych.
SPIS TREŚCI:
Przedmowa 10
Wykaz ważniejszych oznaczeń 14
1. WSTĘP 17
1.1. Luminescencja i jej rodzaje 17
1.2. Zjawisko elektroluminescencji - rys historyczny 22
1.2.1. Pierwsze prace Rounda, Łosiewa i Destriau 22
1.2.2. Elektroluminescencja przy wstrzykiwaniu nośników 25
1.2.3. Elektroluminescencja wewnętrzna 31
1.2.4. Organiczne diody elektroluminescencyjne 34
Literatura 35
2. PODSTAWY FIZYCZNE ELEKTROLUMINESCENCJI 39
2.l. Rekombinacja promienista i niepromienista w półprzewodnikach 39
2.1.1. Przejścia promieniste 39
2.1.1.1. Wydajność przejść promienistych 41
2.1.1.2. Przejścia pasmo walencyjne - pasmo przewodnictwa 42
2.1.1.3. Rekombinacja ekscytonów 42
2.1.1.4. Rekombinacja za pośrednictwem defektów i domieszek 43
2.1.1.5. Przejścia donor-akceptor 44
2.1.2. Rodzaje przejść niepromienistych 45
2.1.2.1. Efekt Augera 45
2.1.2.2. Rekombinacja powierzchniowa 45
2.1.2.3. Rekombinacja wielofononowa 46
2.2. Centra luminescencji w materiałach elektroluminescencyjnych 46
2.2.1. Miedź i mangan jako aktywatory 47
2.2.2. Inne pierwiastki w roli aktywatorów 48
2.3. Modele opisujące elektroluminescencję wewnętrzną 49
2.3.1. Elektroluminescencja w stałym polu elektrycznym 52
2.3.2. Elektroluminescencja wzbudzana zmiennym w czasie polem elektrycznym 57
2.3.3. AC elektroluminescencja w strukturach grubowarstwowych 62
Literatura 65
3. WYTWARZANIE STRUKTUR ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH 69
3.1. Materiały elektroluminescencyjne 69
3.1.1. Siarczek cynku (ZnS) 70
3.1.2. Inne materiały elektroluminescencyjne 73
3.1.2.1. Materiały podłożowe 75
3.1.2.2. Materiały dielektryczne (izolacyjne) 76
3.1.2.3. Elektrody przezroczyste i nieprzezroczyste 77
3.2. Struktury elektroluminescencyjne 78
3.2.1. Układy wielowarstwowe (typu kondensator elektroluminescencyjny) 79
3.2.2. Układ szczelinowy (typu: bramka) 81
3.2.3. Układ mieszany - trójelektrodowy 82
3.3. Technologie wytwarzania struktur elektroluminescencyjnych 85
3.3.1. Wytwarzanie struktur cienkowarstwowych metodami PVD 86
3.3.1.1. Naparowywanie próżniowe 86
3.3.1.2. Rozpylanie jonowe 88
3.3.1.3. Rozpylanie magnetronowe 89
3.3.1.4. Technologia PLD 90
3.3.1.5. Epitaksja z wiązek molekularnych MBE 91
3.3.2. Wytwarzanie struktur grubowarstwowych 92
Literatura 93
4. PROCESY STARZENIOWE W STRUKTURACH ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH 99
4.1. Oddziaływanie wilgotności i temperatury na warstwy elektroluminescencyjne 100
4.2. Oddziaływanie napięcia zasilającego na warstwy elektroluminescencyjne 104
4.3. Modele matematyczne opisujące procesy starzeniowe w strukturach elektroluminescencyjnych 105
4.3.1. Klasyczny model Robertsa 105
4.3.2. Inne modele procesów starzeniowych 107
4.4. Możliwości renowacyjne starzonych struktur elektroluminescencyjnych 112
Literatura 115
5. WYBRANE PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ STRUKTUR ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH 119
5.1. Wyświetlacze elektroluminescencyjne 120
5.2. Optoelektroniczne układy z elementami elektroluminescencyjnymi 124
5.2.1. Wzmacniacze słabych sygnałów świetlnych 125
5.2.2. Optoelektroniczne obwody logiczne 130
5.2.2.1. Bramki typu AND, OR i NOT 130
5.2.2.2. Bramki NAND i NOR 132
5.2.2.3. Półsumator i sumator 135
5.2.3. Układy opóźniające sygnały optyczne i sygnały elektryczne 139
Literatura 142
