Научные основы управления свойствами композиционных пленок для электролюминесцентных устройств

• Автор: Сычев, Максим Максимович
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 281 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Электролюминесцентные источники света на основе

порошковых люминофоров

1.2 Физико-химические взаимодействия между компонентами и

структура полимерных композитов

1.3 Электропроводящие полимерные композиты

1.4 Диэлектрические полимерные композиты

1.5 Поверхность твердого тела и методы ее модифицирования

1.6 Латексные композиты
1.7 Синтез и свойства цинксульфидных люминофоров
1.8 Заключение
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Исходные материалы
2.2 Методики синтеза люминофоров
2.3 Методики модифицирования материалов
2.4 Методики исследования светотехнических характеристик
люминофоров
2.5 Методика формирования и исследования свойств
полимерных композиций
2.6 Методики исследования физико-химических характеристик
3 ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ЦИАНЭТИЛОВОГО ЭФИРА ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА..
3.1 Пленки ЦЭПС
3.2 Модифицирование поверхности титаната бария
3.3 Подход ядро-оболочка
4 ВЗАИМОСВЯЗЬ СОСТАВА И СВОЙСТВ СУСПЕНЗИЙ И
КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ КАУЧУКОВ И ЛАТЕКСОВ
4.1 Диэлектрические композиты на основе каучуков
4.2 Диэлектрические композиты на основе латексов
4.3 Люминесцентные композиты
4.4 Электропроводящие латексные композиты

4.5 Электропроводящие композиты на основе растворов каучуков
5 СИНТЕЗ И НАПРАВЛЕННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СВОЙСТВ
А2В6 ЭЛЕКТРОЛЮМИНОФОРОВ
5.1 Взаимосвязь структуры, свойств поверхности и люминесценции
цинк-сульфидных электролюминофоров
5.2 Новые методы модифицирования в технологии люминофоров
5.2.1 Модифицирование шихты
5.2.2 Радиационное модифицирование готовых люминофоров
5.2.3 Плазмохимическое модифицирование А2Вб люминофоров
6 РАЗРАБОТКА НИЗКОВОЛЬТНЫХ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ
КАТО ДО ЛЮМИНОФОРОВ
6.1 Тонкопленочные люминофоры У20з:Еи
6.2 Нанесение, морфология и катодолюминесценция УгОгБ^и
6.3 Тонкопленочный УФ люминофор У2ОзЮс!
6.4 Тонкопленочный люминофор БгОагБ^Еи
7 МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ И ПРАКТИЧЕСКОЕ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
7.1 Оптимизация макроструктуры ЭЛИС
7.2 Цветовые характеристики ЭЛИС
7.3 Преобразование частоты лазерного излучения
7.4 Применение синтезированных образцов
в качестве катодо- и радиолюминофоров
ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы связана с необходимостью разработки научных основ управления свойствами диэлектрических, проводящих и люминесцентных композиционных пленок для устройств электронной техники с высокими характеристиками, в частности электролюминесцентных источников света.
В развитие физико-химических основ синтеза и применения электролюминесцентных материалов существенный вклад внесли работы М.В. Фока, А. Вехта, А.Н. Георгобиани, И.К. Верещагина, О.Н. Казанкина, А.М. Гурвича, Б.М. Синельникова, Н.И. Каргина, С.М. Кокина, А.О. Дмитриенко, В.М. Ищенко, М.К. Самохвалова, В.А. Воробьева и ряда других. В настоящее время важной задачей является поиск новых технологических решений, позволяющих существенно повысить яркость и стабильность электролюминофоров и источников света на их основе.
Управление свойствами композитов, входящих в состав электролюминесцентных устройств, возможно регулированием как объемных характеристик компонентов, так и межфазных процессов с участием поверхности твердого тела, которое в рамках научной школы чл.-корр. В.Б. Алесковского, развитой профессорами С.И. Кольцовым, В.Г. Корсаковым, A.A. Малыгиным, В.М. Смирновым, А.П. Нечипоренко и другими, можно представить как совокупность остова и активных центров различной природы. В работах Ю.С. Липатова, H.H. Симонова-Емельянова, Е.Е. Бибика, С.Н. Степина, О.В. Стоянова, И.А. Старостиной, С.С. Глазкова, С.Н. Толстой, М.А. Рязанова и др. рассмотрены различные аспекты создания композиционных материалов. В частности показано, что кислотно-основные взаимодействия на поверхности твердого тела существенно влияют на адгезию, прочность, совместимость в гетерогенных системах. Актуальной задачей является учет этого фактора в рассмотрении электрофизических и электрооптических свойств композитов. Это связано с тем, что с одной стороны, кислотно-основные активные центры отражают несовершенство структуры поверхности твердого тела и можно
Для двухкомпонентного изотропного композита с шаровыми включениями предложено выражение для вычисления эффективных характеристик [125]:
. У1е1(1-Д(е1-^))~1 + г'г£г(1-Д(ег-ес))
Ы1 - д&1 - £с))-1 + ^2(1 - д{£2 - ес)) 1 (1.4.18)
В работе [126] предложено учитывать форму частиц наполнителя параметром п:
е ~C.fi I У)(81-е2) 1'
с * е2 + п(1 - (1419)
Также предпринималась попытка учесть изменение свойств полимера в межфазном слое, Формула 1.4.20. Авторы успешно применяют эти и другие формулы к своим системам, в частности в работе [127] обе вышеуказанные формулы дают хорошее согласие с экспериментом, т.к. содержат подгоночные параметры, имеющие тот или иной смысл. В частности во 2-м случае подгоночными переменными являются как толщина межфазного слоя так и его диэлектрическая проницаемость, причем хорошее согласие с экспериментов получается и если она больше, чем у исходного полимера, и если меньше. Также модель совсем не учитывает изменение структуры композита и площади поверхности, хотя объем МФ слоя должен от нее зависеть.
/1 + 2/5, >.
61 “-‘О %
Л <Ч -«/Хв/ -*|) («А
+ язХ2рг + ®1) Ь
# 'ЧАе, - 1)(е3 - е2) / Ь>
^Ез Vе/
- 2 (б? ~ 2а;Ке2 - «|) /д3
(е3 + 2)<2е3 + е»Х2вг + в|) у с31J
, Г (е3 - 1) (2в3+1)м /У
[ (е3 + 2) (г, + 2)(2е3 +в2)с' )
-['-чЕЗй&й]
о3 _ (I +*1'|) _
/? - (1+*> ’ ? _ ‘,|
Ь’ Г. , , (1 - и)
1 + (1.4.20)
Несмотря на разнообразие формул, далеко не всегда можно подобрать подходящую. Поэтому, представляется целесообразным использовать формулы имеющие структурочувствительные параметры - Винера или степенную Лихтенеккера. В работе [128] показано, что для композитов на основе титаната