Современная электроника №9/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 13 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2020 Рис. 3. Структура TFEL – дисплея c управлением переменным током Рис. 4. Система подсветки на порошковой электролюминесцентной структуре переменного тока фида цинка (ZnS). В TFEL-структуре фос- форный слой толщиной 0,5 мкм изоли- рован между двумя диэлектрическими токоограничивающими слоями тол- щиной 0,3 мкм, которые ограничива- ют максимальный ток заряда и разря- да ёмкостей и защищают фосфор от замыкания с электродами при воздей- ствии сильного электрического поля. В целом тонкоплёночная структура имеет толщину примерно 1 мкм, требуя боль- шой точности в процессах осаждения. Для справки: толщина бумаги в обыч- ной записной книжке – около 100 мкм. Размещение тонкоплёночной струк- туры между ортогональной системой электродов показано на рисунке 3. По крайне мере один из представленных на рисунке электродов должен быть про- зрачным для того, чтобы можно было наблюдать излучение. Как только управ- ляющее напряжение (±200 В, перемен- ное) прикладывается к пересечению ортогональных электродов, форми- рующих пиксель, высокоэнергичные электроны инжектируются в фосфор, приводя к свечению фосфора между пересекающимися электродами. Свет проходит через прозрачный электрод по направлениюк наблюдателю. Более подробно структура тонкоплёночных электролюминесцентных дисплеев и их основные параметры рассмотрены в работах [4, 5]. Прозрачные дисплеи, выпускаемые компанией Beneq под торговой мар- кой Lumineq, имеют два прозрачных слоя на обеих сторонах тонкоплёноч- ной структуры. В настоящее время про- зрачные дисплеи (Transparent Thin Film Electroluminescent – TASEL) широко используются для интегрирования в элементы остекления, иллюминато- ры пассажирских самолётов, боковые стёкла автомобилей системы карше- ринга и для других применений, когда информацию на экране необходимо воспринимать одновременно с пред- метом внимания, находящимся в поле зрения за дисплеем. Отсутствие необ- ходимости подогрева дисплеев TASEL при низких температурах способству- ет разработке новых информационных решений для жёстких условий эксплуа- тации. Подробные сведения о конструк- ции и применениях прозрачных элек- тролюминесцентных дисплеев даны в работе специалистов компании Beneq [1]. О возможности создания триплекса с интегрированным прозрачным дис- плеем для применений в авиационной, космической, глубоководной и специ- альной технике рассказано в работе [6]. Обычные электролюминесцентные дисплеи имеют один прозрачный слой и один (обычно чёрный) задний элек- тродный слой, который создаёт повы- шенную контрастность. Применение технологии интегрального расшире- ния контраста (Integral Contrast Enhance- ment – ICE) позволяет повысить соб- ственный контраст изображения за счёт уменьшения бокового рассеяния от све- тящегося пикселя посредствомформи- рования дополнительной маски в слое люминофора, которая блокирует про- никновение света в соседние пиксели. Применение светопоглощающего слоя на внутренней поверхности строчных электродов позволяет уменьшить пара- зитное боковое рассеяние. Собственный контраст TFEL-дисплеев достигает уров- ня 1:1000, что позволяет считывать изо- бражение при яркой внешней засветке и относительно невысокой яркости. Так как человеческий глаз способен обнаруживать в яркости в светящихся пикселях менее 2…5%, пиксели дисплея должныизлучать свет равномерно. Про- цессы осаждения тонкой плёнки явля- ются чрезвычайно точными и создают хорошо упакованные, равномерные слои фосфора и диэлектрика. TFEL-дисплеи имеют высокую равномерность и ста- бильность яркости, а также отличаются длительным сроком службы (до дости- жения уровня половинной яркости от первоначального значения пройдёт как минимум100 000 ч). В статье [7] детально рассматриваются основынанесения тон- ких плёнок понанотехнологияматомно- слоевого осаждения, данобзор оборудо- вания, выпускаемого компаниейBeneq, приведеныпрактические примерыпри- менения этой технологии. В отличие от технологии, применяе- мой при производстве TFEL-дисплеев, порошковые электролюминесцентные структуры изготавливаются с примене- нием простых технологий осаждения, таких как шёлкотрафаретная печать. Фосфорный порошок смешивается с жидким реагентом для формирования геля. Гельнаноситсяна подложку и засты- вает в виде 50–100 мкм тонкой плёнки. Слойфосфораизолируется, добавляют- ся два электрода, один из которых дол- жен быть прозрачным (см. рис. 4). Ког- да прикладываетсянапряжение, фосфор излучает свет через прозрачный элек- трод точно так, как это происходит у TFEL-структур. Технология осаждения, по точности сопоставимая с требуемой для применений TFEL, недорога. Одна- ко несмотря на обширный объём раз- работок, порошковая электролюминес- ценция переменного токане проверена для применения в производстве диспле- ев с высокимсодержаниеминформации из-за более низкойнадёжностифосфор- ныхматериалови структурыустройства по сравнениюс TFEL. Человеческий глаз значительноменее точенприопределении ухудшения ярко- сти в точечных источниках света. Это делает порошковую электролюминес- центную технологию приемлемой для производства на её основе ночных све- тильников, встраиваемых вштепсельные вилки, сигнальных автомобильных ламп, освещения театральных сцен и систем