структур стал основным в отечественном промышленном производстве. За рубежом промышленный выпуск гетероструктур с высокой эффективностью начат в 1976 г. (фирма «Стэнли электрик», Япония).

Современные достижения в разработке ПЗСИ базируются на высоком уровне фундаментальных и прикладных исследований в области физики твердого тела (в частности, физики полупроводников) и бурном прогрессе в области технологии сложных полупроводниковых соединений, а также гомо- и гетероструктур на их основе.

Таким образом, успешное развитие рассматриваемого направления оптоэлектроники неразрывно связано с целым комплексом физико-технологических проблем, рассмотрению кoтoipыx посвящено все последующее изложение.

Глава 1.

ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЗНАКОСИНТЕЗИРУЮЩИХ ИНДИКАТОРОВ

1Л. ЛОГИКА РАЗВИТИЯ ИНДИКАТОРОВ ДЛЯ СИСТЕМ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Широкий диапазон применения индикаторной техники в различных системах отображения информации как индивидуального, группового, так и коллективного пользования в сочетании с принципиальной возможностью реализации функций индикации с использованием различных физических принципов обусловил многообразие разработанных к настояпхему времени типов электронных индикаторов [8].

По характеру визуализации информации все типы индикаторов делятся на две большие группы: активные и пассивные. При всем различии физических принципов функционирования общим для индикаторов активного типа является то, что в них осуществляется преобразование электрической энергии в световую. В индикаторах пассивного типа для отображения информации принципиально паличие внешнего светового потока, который модулируется активной средой прибора.

К первой группе относятся электронно-лучевые приборы (ЭЛП), вакуум-ио-накальные индикаторы (ВНИ), газоразрядные индикаторы (ГРИ), ваку-умно-люмннесцентные индикаторы (ВЛИ), электролюминесцентные (ЭЛИ), полупроводниковые знакосннтезирующие индикаторы (ПЗСИ), ко второй - жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ), электрохромные индикаторы (ЭХИ), электрофоретические индикаторы (ЭФИ).

В связи с тем, что обзор основных характеристик различных типов индикаторов приведен в работе [8], представляется целесообразным подробнее остановиться лишь на тенденциях развития основных разновидностей электронных индикаторов, нашедших в 80-е годы наиболее широкое применение.

Физической основой ВЛИ является преобразование кинетической энергии ускоренных в электрическом поле электронов при их взаимодействии с крнс-таллофосфором в световую энергию. При этом на первой стадии процесса происходит возбуждение кристаллической решетки кристаллофосфора с его последующей передачей центрам люминесценции. Широкое использование ВЛИ в системах отображения информации обусловлено рядом факторов [9]:

во-первых, достаточно высокой яркостью изображения <табл. 1.1) при умеренной величине потребляемой энергии исравнительно невысоком рабочем напряжении, допускающем сопряжение с интегральными МОП-микросхемами; 8

во-вторых, возможностью цветового кодирования информации с использованием трех основных цветов (красный, синий, зеленый);

в-третьнх, возможностью отображения информации в системах индивидуального, группового и коллективного пользования;

сравнительной простотой реализации матричной адресации без возбуждения паразитных подсветок.

Накопленный в 70-е годы опыт разработки различных типов ВЛИ позволяет выделить ряд перспективных направлений развития этого класса индикаторов. Во-первых, это многоцветные индикаторы для контроля функционирования различных машин и агрегатов (аналоговые шкалы-указатели, мозаичные мнемосхемные индикаторы, содержащие сведения о состоянии различных функциональных элементов н системы в целом) с использованием цветового кодирования информации.

Во-вторых, это гибридные вакуумно-полупроводннковые сборки, использующие в качестве активного элемента собственно ВЛИ, а в качестве элемеиста управления - навесные полупроводниковые многоразрядные сдвиговые регистры.

Дальнейшее увеличение информационной емкости матричных панелей на основе ВЛИ рассматривается как одно из направлении создания в будущем плоского телевизионного экрана.

С точки зрения потенциальных возможностей создания информационных многоцветных панелей на основе ВЛИ показательны результаты, полученные фирмой «Исе» [10]. Были разработаны двухцветный сине-зеленый н красный ВЛИ с числом элементов отображения 240X320 элементов.

Наряду с ВЛИ в устройствах отображения цифро-буквенной и графической информации широкое распространение пол5П1илн ГРИ. Физический принцип их фуикционировання - преобразование электрической энергии в световую прн возбуждении электронным ударом атомов газа, который в рассматриваемом случае является активной средой, с последующим выделением видимого излучения. В качестве газа-наполннтеля используется, как правило, неон в смеси с небольшим количеством аргона или ксенона. Оптимальные параметры газового наполнения выбираются с учетом обеспечения необходимой яркости свечения, минимизации напряжения разряда и потребляемой мощности, обеспечения заданных частотных характеристик н увеличения долговечности прибора. Поскольку собственное свечение газа-наполнителя имеет оранжевый цвет, варьирование цветом осуществляется с использованием различных фотолюминофоров.

В отличне от вакуумно-накальных индикаторов газоразрядные индикаторы характеризуются существенно большими рабочими напряжениями (порядка несколько сотен вольт) и меньшими значениями яркости изображения {табл. 1.1), сравнительно невысокой разрешающей способностью (размер элемента не менее 1,5X1.5 мм). Индикаторные модули с использованием ГРИ требуют разработки сложных схем управления, содержащих высоковольтные «конечные элементы.

Современный уровень разработок ГРИ [11] характеризуется созданием индикаторных панелей достаточно большой ннформацноннон емкости. Технология ГРИ позволяет создавать информационные панели с размером знака

3 до 100 мм и более, что делает их предпочтительными при разработке «истем отображения информации коллективного пользования. Например, раз-