Патент ссср 361751
(1 пц 36I75I (ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 06.07.70 (21) 1448235/26-25 (51) М. Кл. Н 05b 33/10 с присоединением заявки (32) Приоритет
Опубликовано 05.04.74. Бюллетень № 13
Дата опубликования описания 04.09.74
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 681.142.07:535.
376(088 8) (72) Авторы изобретения
Н. А. Власенко, А. Н. Гергель и А. А. Школа
Институт полупроводников АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО
УСТРОЙСТВА ПОСТОЯННОГО ТОКА
Изобретение относится к способам изготовления электролюминесцентного устройства постоянного тока и может применяться в оптоэлектронике, автоматике и вычислительной технике.
Известен способ получения пленок ZnS Чп, электролюминесцирующих в постоянном поле, путем испарения в вакууме на нагретую до
290 — 500 С подложку, покрытую SnOq, сернистого цинка, легированного марганцем и содержащего избыток цинка. Испаряемое вещество берут в виде порошка ZnS.Nn, полученного прокаливанием механической смеси
ZnS и металлического Nn в потоке азота при
1100 С в течение 3 час. К порошку после прокаливания добавляют 1% металлического цинка, либо кристаллы ZnS.Nn, выращенные из расплава и содержащие избыточный цинк.
Однако известный способ характеризуется:
1. Сильным различием степеней легирования электролюминофора цинком по толщине слоя, обусловленное тем, что температуры испарения Zn u ZnS различны (400 и 1100 С соответственно). При испарении смеси этих веществ из одного испарителя первые порции испаряемого вещества содержат главным образом цинк, а последние ZnS.
2. Неконтролируемостью и плохой воспроизводимостью параметров пленок, обусловленной неравномерным распределением цинка и неконтролируемым количеством его в кристал"ах ZnS Nn и порошковой механической смеси ZnS.Ìn и Zn, используемых в качестве испаряемого материала.
3. Чрезвычайно низкой яркостью свечения (10- фут-ламб = 3,5 10 †нит) пленок, полученных этим способом, даже при высоких напряжениях (до 100 в), вследствие чего они фактически не могут использоваться для изго10 товления электролюминесцентных устройств.
4. Трудоемкостью приготовления испаряемого материала и дороговизной его в случае использования кристаллов.
Предлагаемый способ отличается от извест15 ного тем, что избы сок цинка создают в пленке люминофора путем одновременного испарения из разных испарнтелей промышленного электролюминофора ЭЛ-580 ZnS.Nï, Си и металлического цинка, а весь процесс испарения
20 проводят в квазизамкнутом объеме, т. е. под колпак вакуумной установки помещают вертикальную трубчатую печь, закрытую с верхнего конца, внутри печи располагают подложки, а у нижнего конца этой печи — испарители.
25 - Испарение нинка из отдельного испарителя позволяет обеспечить при правильном выборе режима испарения постоянное заданное соотношение скоростей испарения ZnS Мп и Zn, получить, во-первых, равномерное по объему
30 легирование цинком, во-вторых, заданную
361751
Предмет изобретения
Составитель М. Сорокина
Техред Е. Борисова
Корректор А. Дзесова
Редактор Т. Орловская
Заказ 2132! 1 Изд. № 720 Тираж 750 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 концентрацию Zn, и, в-третьих, повысить воспроизводимость способа. Применение квазизамкнутого объема улучшает условия роста пленки, воспроизводимость результатов, а также уменьшает расход вещества, так как повышается скорость конденсации ZnS вследствие уменьшения вероятности испарения частиц с нагретой подложки. Все это позволяет значительно улучшить электролюминесцентные параметры пленок: повысить яркость более чем на девять порядков при рабочем напряжении не более 30 в, увеличить долговечность и стабильность электролюминесценции. Замена специально приготовленного порошка ZnS Мп -+
+ 1% Zn и монокристаллов ZnS Nn промышленным электролюмипофором ЭЛ-580 исключает ряд трудоемких операций. Кроме того, способ позволяет снизить температуру подложки с 290 — 500 С до 250 — 300 С, т. е. уменьшить разогрев всех деталей и узлов подколпачного устройства вакуумной установки.
Пример. В вакууме 2 10 —" торр предварительно очищенную в тлеющем разряде подложку с прозрачным проводящим слоем SnO> нагревают до 250 — 300 С и напыляют па нее в квазизамкнутом объеме одновременно из разных испарителей промышленный электролюминофор ЗЛ-580 ZnS Мп, Сц и металлический цинк. Цинк испаряют из кварцевого тигля с нагревателем и вольфрамовой проволоки при 36 — 400 С. Скорость напыления электрол|оминофора 0,5 — 0,6 мк/мип, а его толщина порядка 10 мк. На остывший образец наносят верхний металлический электрод.
Изготовленные предлагаемым способом образцы излучают желто-оранжевый свет с максимумом интенсивности в области 585 нм при напряжении отрицательной полярности на металлическом электроде. Яркость 20 — 30 нит достигается при напряжении 20 — 25 в и плот10 ности тока 0,6 — 1 ма/мм . Срок службы (время полураспада яркости в рабочем режиме)
1000 — 2000 час при небольшом повышении приложенного напряжения в процессе работы до 30 в.
1(Способ изготовления электролюминесцентного устройства постоянного тока, включаю20 щий операцию вакуумного нанесения на нагретую подложку с прозрачным электродом легированного марганцем сернистого цинка и металлического цинка с последующим нанесением металлического электрода, о т л и ч а ю25 шийся тем, что, с целью повышения воспроизводимости параметров устройства и увели ения яркости свечения, испарение веществ осуществляют в квазизамкнутом объеме одновременно из разных испарителей со скоро30 ростью роста пленки 0,5 — 0,6 мкм, мин на подложку нагретую до 250 — 300 С.
