Особенности конструкции стандартного тонкопленочного ЭЛД
Архитектура стандартного непрозрачного ЭЛД (TFEL) основана на размещении изолирующих слоев, а также слоя светоизлучающего люминофора между прозрачными и металлическими электродами, как показано на рис. 1. Стандартный тонкопленочный ЭЛД сконструирован на стеклянной подложке толщиной 1,1 мм. Подложка выполнена из soda lime glass — натрий-кальциевого стекла эталонного состава с температурой стеклования около +560 °C. Композиция герметизирована покровным стеклом такого же состава и также имеет толщину 1,1 мм.
Специальной технологией, реализуемой компанией Beneq при создании ЭЛД, является атомно-слоевое осаждение (молекулярное наслаивание). Данная технология обеспечивает химически однородные, конформные и равномерные по толщине барьерные и токопроводящие слои. Свет генерируется посредством ударного возбуждения атомов марганца Мn в люминофоре (сульфид цинка) ZnS электронами, перемещаемыми при помощи приложенного напряжения переменного тока. Возбуждающее напряжение может быть синусоидальным или прямоугольной формы. Оно прикладывается методом мультиплексирования электродов столбцов на одной стороне с электродами строк на другой стороне люминофора (рис. 2).
Каждый раз, когда прикладываемое к столбцам и строкам напряжение превышает порог номинального значения около 170 В, генерируется короткий импульс света в постоянной времени затухания менее 1 мс. Значение яркости излучаемого света приблизительно пропорционально частоте возбуждения. В стандартных применениях матричных дисплеев частота возбуждающего напряжения может достигать 60–240 Гц. В семисегментных типах дисплеев (прямое управление без мультиплексирования) используются даже более высокие частоты. Высоковольтные импульсы генерируются управляющей электроникой дисплея. Напряжение питания дисплея 5 и 12 В DC (опционально 5 и 24 В, а также 5 В и «широкий вход» 8–18 или 11–30 В). В стандартном ЭЛД в качестве слоя люминофора применяется сульфид цинка ZnS, легированный ионами марганца Mn, и результирующий спектр излучения света является желтым, с максимумом, соответствующим длине волны 580 нм (рис. 3).
Легирование люминофора другими химическими элементами позволяет создавать другие цвета (например, легирование ионами тербия позволяет создать зеленый цвет, рис. 4).
Именно благодаря твердотельной структуре и преимуществам технологии атомнослоевого осаждения ЭЛД обладают высокими техническими характеристиками, упомянутыми выше.
Более подробно о технологии атомно- слоевого осаждения, модельном ряде ЭЛД, технологии ICEBrite (технологии повышения контрастности ЭЛД), показателях надежности, контроллерах, интерфейсах для ЭЛД можно прочитать в [1, 2].
Особенности конструкции прозрачного ЭЛД
Прозрачные электролюминесцентные дисплеи конструируют на основе стандартного ЭЛД путем замены заднего металлического электрода прозрачным электродом (на основе оксида индия-олова, ITO) и удаления остальных непрозрачных слоев из структуры дисплея. Схема поперечного сечения структуры показана на рис. 5.
Для максимального увеличения светопропускания была решена задача согласования коэффициента преломления смежных слоев. Другим важным параметром в оптимизации слоев прозрачного ЭЛД было уменьшение «эффекта ореола», обусловленного внутренними отражениями, причиной которых является отсутствие согласования коэффициента преломления слоев. В оптических системах этот эффект также называют оптическим волноводом. Отраженный свет перемещается между слоями и, в конце концов, покидает излучающий пиксел благодаря эффекту рассеивания. Этот эффект наблюдается, главным образом, в прозрачном ЭЛД, и им можно управлять. Критерием оценки данного эффекта является значение расстояния от пикселя, на котором не видна утечка света при наблюдении через микроскоп. Как показали результаты оценки трех рецептур люминофора (результаты сведены в таблицу), зона эффекта ореола уменьшена путями оптимизации толщины слоев и перехода на люминофор без рассеивания.
Другим способом уменьшения ореола стало покрытие внешних поверхностей анти- отражающими материалами. Важной проблемой была необходимость изготовления гладкого слоя люминофора с целью минимизации рассеивания света. На начальной стадии разработки использовался стандартный состав люминофора, и коэффициент пропускания был всего лишь 75%. Разработка и реализация более гладких пленок способствовали улучшению светопропускания до 84% (у стандартного натрий-кальциевого стекла этот показатель равен примерно 90%).
Следует отметить, что результат в 84% был достигнут для образцов, в выпускаемых прозрачных дисплеях этот показатель несколько ниже и равен 80%.
Более высокая проводимость также была ключевым параметром для обеспечения надежности панели при испытаниях в жестких условиях окружающей среды, включая длительную эксплуатацию при высоких температурах. Управляющая электроника прозрачного дисплея аналогична стандартным ЭЛД. Подключение к площадкам электродов контура может быть выполнено, например, при помощи автоматизированной сборки на ленточном носителе (TAB) для драйверов столбцов и термосварки к печатной плате для соединения с управляющими драйвера- ми строк, размещенными в корпусах для поверхностного монтажа.
Beneq Lumineq производит прозрачные ЭЛД TASEL в вариантах матричного и сегментного типов. Для дисплеев матричного типа яркость составляет 80–100 кд/м2. Для сегментных дисплеев этот показатель гораздо выше, достигнуто значение 1500 кд/м2 (модель ELT15S-1500, рис. 6), технологически для них достижим уровень 3000 кд/м2. Технология позволяет создавать дисплеи раз- личной изогнутой формы.
#железо_и_технологии
