подложкой нижний контакт делается не сплошным, а наносится в окна в диэлектрическом покрытии ЗЮг-

Светоизлучающие кристаллы монтируются на держателе, представляющем собой керамическую плату с нанесенной на нее методом шелкографии топологией. Для осуществления электрической связи индикатора со схемами управления плата армируется внешними выводами.

Необходимость увеличения размера знака и экономиии дорогостоящих полупроводниковых структур привела к разработке гибридных индикаторов на принципе рассеяния света. В конструкций формирование изображения осуществляется при использовании светоизлучающих кристаллов, размещенных в светорассеивающей полости светопровода. В этом случае размеры и форма светящейся области определяются габаритами и конфигурацией светопровода. В настоящее время можно выделить три основных типа конструкций светопровода:

пластмассовый светопровод с верхним рассеивающим слоем (рис. 5Л0,а);

полый светопровод с рассеивающей пленкой (рис. 5.10,6);

светопровод с отражающими зеркальными стенками, заполненными пластмассой с диспергентом (рис. 5.10,е).

При разработке гибридных индикаторов на принципе рассеяния света необходимо обеспечить равномерность яркости в пределах светоизлучающего поля.

В конструкции первого из представленных выше типов излученный кристаллом свет после многократного отрал<ения от границы раздела между пластмассовым светопроводом и воздухом выходит через верхний рассеивающий слой, обеспечивающий равномерность свечения сегмента за счет контролируемого введения & него мелких диспергирующих частиц из стекла или кварца.

Альтернативный вариант получения диффузного изображения большой площади реализуется в конструкции второго типа. В этом случае излученный кристаллом свет многократно отражается от боковых поверхностей пустотелого светопровода, попадает В-пленку-рассеиватель и выводится из индикатора. С целью увеличения коэффициента вьюода в этом случае необходимо обеспечить

Рис. 5.10. Различные конструкции ПЗСИ на принципе рассеяния света:

- кристалл-излучатель; 2 -держатель; 3 - светопроводящая полость; 4 - отражающие-

стенки; 5 - частицы рассеивателя; б -корпус; 7 -прозрачная крышка-корпус ,

высокий коэффициент отрал<ения от боковых граней светопровода, что обеспечивается нанесением на его впутрепшою поверхность слоя золота с высокой отражательной способностью в видимой области спектра Весьма перспективен с экономической точки зрения белый пластмассовый отражатель, разработанный в последнее время и характеризуемый высоким коэффициентом отражения в видимой области спектра (0,9 ... 0,96).

Синтез двух рассмотренных выше решений реализуется в конструкции третьего типа. В ней полость светопровода с нанесенным на его внутреннюю поверхность отражающим слоем серебра заполняется прозрачной светорассеивающей пластмассой, изготавливаемой, введением в нее мелкодисперсных рассеивателей (стекла, кварца и т. д.).

В гибридной конструкции можно сравнительно просто получить индикатор с перестраиваемым цветом свечения и высоким цветовым контрастом [111], позволяющий реализовать дополнительное цветовое кодирование отображаемой информации. В разработанном в работе [111] индикаторе был использован двухкри-стальный вариант излучателя на основе базовых кристаллов красного (GaP : Zn, О) и зеленого (GaP : N) цветов свечения. Преимуществом указанного прибора в отличие от ранее использовавшихся двухперсходных однокристальных приборов является хороший цветовой контраст, что обеспечивается суперпозицией двух спектрально разнесенных составляющих с достаточно высокой монохроматичностью, определяемой полушириной спектральных полос излучения GaP : N и GaP : Zn, О. Электрическая схема индикатора (рис. 5.11) содержит восемь выводов, объединяющих попарно катоды «разноцветных» кристаллов, расположенных в одном элементе индикатора. Общие аноды выведены отдельно для кристаллов красного и зеленого цвета свечения.

Сравнение эксплуатационных и технических характеристик гибридных индикаторов различного типа показывает, что каждый из них имеет определенные преимущества и недостатки. К преимуществам конструкций первого и третьего типа следует отнести

сравнительную простоту сборочных операций. В то же время необходимо отметить определенные трудности в изготовлении оснастки для отливки светопровода. Использование заливочного компаунда приводит к увеличению коэффициента вывода излучения из индикатора и тем самым - к улучшению фотометрических характеристик прибора. В то же время наличие промежуточной среды

Катоды

Рис. 5.11. Электрическая схема цифрового индикатора с управляемым цветом свечения:

I - сид зеленого цвета свечения; 2 - СИД красного цвета свечения

между кристаллом и светопроводом неизбежно приводит к возникновению термических напрял<ений при полимеризации компаунда вследствие различия коэффициентов термического расширения основных конструкционных материалов и способствует возникновению катастрофических отказов приборов.

Отсутствие компаунда в конструкции с пустотелым светопроводом в значительной степени снимает вопрос катастрофических отказов. К недостаткам указаного типа конструкции относятся меньшее значение коэффициента вывода излучения и вдвое меньшая светоотдача прибора.

В настоящее время наибольшее распространение получил третий вариант конструкции, что связано с большей простотой изготовления светопровода по сравнению с конструкцией первого типа.

Конструирование монолитных ПЗСИ имеет свои особенности, обусловленные необходимостью формировать в едином технологическом процессе многоразрядные кристаллы. Специфика технологии, в свою очередь, определяет особенности генерации излучения в таких структурах и вызывает необходимость оптической и электрической локализации излучения, генерируемого различными сегментами индикатора. Наиболее массовыми являются в настоящее время монолитные индикаторы красного цвета свечения. При этом относительно большой расход полупроводникового материала ограничивает размер кристалла монолитного индикатора, не превышающий оХ2 мм. Использование линзовой оптики позволяет увеличить размер знака до 5 мм. Высокая точность задания топологических размеров излучающих сегментов и не менее высокая точность их реализации методами современной планарной технологии позволяют добиться очень четкой конфигурации знаков.

Номенклатура монолитных ПЗСИ красного цвета свечения включает в себя серию цифровых и цифро-буквенных бескорпусных индикаторов, одноразрядных индикаторов в пластмассовых и стеклокерамических корпусах: 3-, 4-, и 5-разрядных индикаторов-. в пластмассовых корпусах и 9-разрядных индикаторов [П2].

Поскольку в отличие от гибридной конструкции генерация и вывод излучения в приборах монолитной конструкции осуществляются из различных топологических областей одного и того же кристалла, постольку принципиальное значение приобретают вопросы однородности используемых полупроводниковых структур, оптическая развязка и электрическая изоляция различных светоизлучающих сегментов. Кроме того, достаточно малые размеры светоизлучающих сегментов обусловливают необходимость оптимизации их формы с целью уменьшения влияния поверхностной безызлучательной рекомбинации.

Базовым материалом для изготовления монолитных индикаторов красного цвета свечения стали структуры GaAso,6Po,4/GaAs п-типа марки СФАГ, получаемые методом эпитаксии из газовой фазы. Высокая однородность электрофизических и люминесцентных свойств по поверхности пластины обеспечивает малый разброс