Электролюминесцентный диод

патент и о" сьх н к,ф;.коефц 550772 ОП ИСАНИЕ ИЗОЬЕЕТЕНИЯ Союз Советский Социалистических Республик(51) М. Кл. Н 05 В 33/1 осударственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий Опубликовано 15.03,77. Бюллетень М 10 (53) УДК 621,382(088,8) Дата опубликования описания 03.05.77) Авторы Ю. Литвиненко и А. Н. Махотенко 1 зооретспп 5 71) Заявнтел остовский ордена Трудового Красного Знамени государственныйуниверситет ЕКТРОЛ НЕСЦЕНТНЪЙ ДИО рая может быть вы резервуаром, пол 17Изобретение относится к области полупроводниковой электроники и предназначено дляиспользования в различных схемах индикации оптоэлектроники, в системах памяти ивыходных устройствах ЭВМ,Известны электролюминесцентные ячейкина основе конденсированных кристаллов ароматических соединений, в том числе антрацена. Кристаллы снабжены электродами, инжектирующими носители.Ячейки различаются материалами, которые используются для инжекции носителей1, 21. Основой указанных устройств являются конденсированные кристаллы, содержащие малое количество дислокаций, по крайней мере меньше, чем 10 на см.Такие ячейки, имеют ограниченные возможности для практического использования,так как могут применяться только в качествесветодиодов.Наиболее близким техническим решениемявляется электролюминесцентная ячейка, вкоторой инжектором электронов является контакт из сплава щелочных металлов с платиновыми токовводами, а инжектором дырок -напыленный в вакууме слой золота 31. Ячейка используется как светодиод с высокой светоотдачей. Недостатками ее являются большая мощность, требующаяся для питания,высокая рабочая напряженность электрического поля, высокая стоимость, вызваннаяприменением в конструкции драгоценных ме.таллов.Цель предлагаемого изобретения заключается в получении многофункционального устройства, которое может работать не толькокак светодиод, а обладает переключатсльными свойствами и оперативной памятью, прподновременном уменьшении потребляемоймощности и рабочих напряженностей электрического поля.В предлагаемом электролюминесцентномдиоде эта цель достигается благодаря использованию в качестве основы электролюминесцентного диода пластины из монокристаллаантрацена, содержащего дислокации с плотностью, большей или равной 510 смНа фланг. 1 дано схематическое изображение предложенного устройства, где 1 - под 0 ложка, 2 - контакт из сплава щелочных металлов, 3 - полупроводниковая пластина,4 - токоввод, 5 - невыпрямляющий контакт, 6 - проволочный вывод.Предлагаемый электролюминесцентный5 диод с переключением представляет собоймалогабаритный элемент (площадь от 0,1 до1 см, толщина от 3 до 6 мм вместе с арматурой),На подложку 1, кото0 полнена из оргстекла, с3ностью заполненным сплавом 2 щелочных металлов (натрия и калия), наклеена полупроводниковая пластина 3, служащая базой диода, Пластина вырезана из кристалла ароматического соединения углеводорода высокой чистоты, например антрацена, имеющего дислокации с плотностью не менее 5 10 на см, образующие центры захвата носителей заряда. В сплав 2, служащий инжектором электронов, через капилляр введен проволочный электрод 4. Электрод 4 выполнен из манганина, не взаимодействующего со сплавом щелочных металлов. Резервуар герметизирован с помощью эпоксидной смолы или парафина. Поверхности пластины 3 отполированы и прозрачны. С противоположной стороны на ней изготовлен невыпрямляющий контакт 5, например из графитовой пасты, нанесенной в виде пленочной маски со светопроницаемыми щелями, или из испаренного в вакууме золота, серебра и т, д. Токоввод 6 может быть выполнен из манганинового или медного провода.При приложенном в прямом направлении электрическом напряжении сплав щелочных металлов является катодом и инжектирует электроны в базу 3, При определенном пороговом напряжениями диод спонтанно переключается из высокоомного состояния в низкоомное, которое сохраняется при последующем уменьшении напряжения ниже порогового. Таким образом, предлагаемое устройство обладает свойствами переключающего диода и обладает оперативной памятью. После выключения напряжения и выдержки в коротко- замкнутом состоянии в темноте диод возвращается в высокоомное состояние, его характеристики, прямая и обратная, снова повторяются,Пороговое напряжение переключения зависит от толщины базовой пластины 3 и меняется от 1000 вольт до нескольких вольт при изменении толщины соответственно от 4 мм до 0,3 мм,Кроме того, напряжение переключения У зависит от концентрации структурных нарушений, температуры окружающей среды, возможна регулировка С, действием внешней подсветки различной интенсивности с длиной волны короче 435 нм.На фиг. 2 приведена вольт-амперная характеристика для образца толщиной 1,3 мм. Стрелки указывают направление измерений,Если в качестве базы диода используетсяматериал с плотностью дислокаций менее 5.10 см - , то эффект переключения отсутствует и наблюдаются типичные для случая ин жекции носителей вольт-амперные характеристики. В этом случае при снижении напряжений от больших значений к малым характе ристика проходит несколько ниже, чем при повышении напряжения (отрицательный ги.1 О стерезис). При больших, чем 5.10 см - ,плотностях дислокаций наблюдается эффект переключения и большой положительный гистерезис вольт-амперной характеристики, На фиг, З,показана зависимость отношения ве личины токового гистерезиса к начальномузначению тока для напряжений, при которых начинается крутой участок вольт-амперной характеристики, от плотности дислокаций в кристалле.При напряжениях, больших порогового,диод излучает свет (в синей области спектра для антрацена), который может выводиться как со стороны контакта 5, так и с боковой поверхности пластины 3 между контактами 2 и 5. Эффект переключения способствует возникновению электролюминесценции, так что хорошая яркость наблюдается при меньших электрических полях и на один в т порядка меньших потребляемых мощностях, чем у све тодиодов из соответствующих материалов, ноне обладающих переключательными свойствами.Формула изобретенияЭлектролюминесцентный диод, изготовленный на основе пластины высокоомного органического полупроводника, например антрацена, имеющий несимметричные контакты, 4 О один из которых инжектирует неосновные носители заряда (электроны), о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения эффектов переключения и памяти, пластина выполнена из монокристалла антрацена с плотностью дис локаций, большей или равной 5.10 см - .Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3621421, кл, 179 - 100, 50 2. Патент США3710167, кл. 313 - 108,1973.3, Патент США3530325, кл. 313 в 1,1970, (прототип).550772 г-г фиг 5 Редактор Л. Попова Заказ 2538 Изд,279 Тираж 1069 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и отюрьгпий113035, Мооева, Ж, Раушская наб., д, 4/5 МОТ, Загорский филиал Ж 7 И дЯ