Евсевичев Д. А.

Ульяновский государственный технический университет

САПР тонкопленочных электролюминесцентных индикаторов

Индикаторные устройства, преобразующие электрические сигналы в видимое излучение заданного спектрального состава и пространственного распределения, являются основными частями современных средств отображения информации. К числу наиболее перспективных относятся индикаторные устройства на основе электролюминесцентных излучателей, которые занимают особое место среди активных индикаторных устройств благодаря своей плоской твердотельной конструкции, высокому быстродействию, широкому диапазону рабочих температур [1]. К достоинствам тонкопленочных электролюминесцентных (ТПЭЛ) индикаторов относятся также высокие яркость, контрастность, разрешающая способность, радиационная стойкость, большой угол обзора и др. Благодаря перечисленным достоинствам тонкопленочные электролюминесцентные индикаторные устройства находят широкое применение в средствах отображения информации.

Наиболее типичная конструкция электролюминесцентных конденсаторов содержит пять слоев, нанесенных на диэлектрическую подложку [1]: проводящий нижний, диэлектрический нижний, люминесцентный, верхний диэлектрический, верхний проводящий.

Кроме указанной конструкции проектируются и другие типы источников излучения, имеющие отличное число диэлектрических слоев. К достоинствам индикаторных устройств с меньшим числом слоев относятся, как правило, меньшие значения управляющего напряжения, а к недостаткам – более низкая яркость и светоотдача, меньшая надежность. Для улучшения электрических характеристик и снижения пористости структуры иногда используют многослойные диэлектрические пленки.

Проектирование ТПЭЛ структур является комплексной задачей и требует значительного труда оператора – проектировщика. Разрабатываемые программные модули обеспечат автоматизацию расчетов основных электрических и светотехнических характеристик, а также конструктивных параметров ТПЭЛ индикаторных элементов.

При рассмотрении актуальности разработки программы для автоматизации проектирования ТПЭЛ индикаторных устройств следует изучить существующие решения в области проектирования дисплейной техники. Ближайшими аналогичными программными продуктами являются программа SimOLED компании Sim4tec, занимающейся исследованием рабочих характеристик и конструкций OLED-дисплеев, и программный комплекс UnimCO компании UniCAD Inc., позиционируемый как уникальный инструмент систем автоматизированного проектирования большинства современных дисплеев (LED, OLED, VCSEL и т.д.), но, несмотря на уникальность программного продукта, фирма-разработчик UniCAD пока еще не включила в список поддерживаемых дисплеев ТПЭЛ-индикаторы.

Изучение структур ТПЭЛ индикаторов является комплексной задачей и требует значительного труда исследователей и разработчиков. Основными требованиями, предъявляемыми к ТПЭЛ индикаторам, являются высокие электрические и светотехнические характеристики и параметры, а также их стабильность во времени. Учет многообразия предъявляемых требований, необходимость обеспечения высокой производительности труда разработчика и высокого качества разработки проектных решений возможно путем использования средств автоматизации при проектировании ТПЭЛ индикаторов.

Процесс проектирования ТПЭЛ индикаторных устройств заключается в принятии проектных решений, обеспечивающих выполнений разрабатываемым индикатором предъявляемых к нему требований.

Конструкторское проектирование индикатора включает следующие этапы: разработка и анализ технического задания на проектируемый индикатор, структурный синтез и анализ конструкции индикатора, параметрический синтез и анализ спроектированной конструкции, разработка комплекта конструкторской документации.

Для решения поставленных задач в среде разработки Delphi 7 с использованием императивного, структурированного, объектно-ориентированного язык программирования Delphi разработана система IDECSoft, позволяющая выполнять автоматизированное проектирование ТПЭЛ индикатора по методикам синтеза и анализа. Разработанная автоматизированная система представляет собой прикладное программное обеспечение, запускаемое из операционной системы Windows. Программа работает непосредственно с пользователем, устанавливая необходимые связи для проведения расчета.

Для определения эффективности использования системы IDECSoft при проектировании ТПЭЛ индикаторов были проведены экспериментальные исследования. Проанализировав полученные данные можно сделать вывод о том, что при небольшом увеличении числа элементов на этапе структурного синтеза значительно увеличивается число альтернатив ТПЭЛ конструкций, что ведет к увеличению времени затрачиваемого на синтез и оптимизацию ТПЭЛ структур.

Для программы оценена точность расчетов функциональных характеристик с использованием программы, относительная погрешность составила не более 20%, что объясняется погрешностью производственного и измерительного оборудования.

Литература:

1. Евсевичев Д. А., Максимова О.В. Автоматизированная система научных исследований процессов проектирования тонкопленочных электролюминесцентных средств отображения информации // Материалы III-й Международной научно-практической конференции «Молодёжь и наука XXI века» – Ульяновск: УГСХА, – 2010. – С. 31–34.