Современная электроника №9/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 14 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2020 заднейподсветкинебольшихжидкокри- сталлических дисплеев, подобных тем, которые используются в наручных часах. Порошковые электролюминесцентные структуры, подобно TFEL-структурам, как правило, используютфосфорына осно- ве сульфида цинка (ZnS). Однако порош- ковые электролюминесцентные структу- рыобычно добавляются, чтобысоздать цвета, которые ассоциируются с электро- люминесцентнойподсветкой (голубой, зелёный и красный). Сопоставление светоизлучающих диодов из неорганических материалов с органическими светоизлучающими диодами Светоизлучающие диоды, изготав- ливаемые из неорганических матери- алов, таких как индий, алюминий, гал- лий, мышьяк и/или азот, коммерчески доступны с 60-х годов. За последние несколько десятилетий достигнут такой уровень эффективности, что светоизлу- чающие диоды конкурируют с лампами накаливания и даже с люминесцентны- ми источниками света. Все устройства на основе светодиодов из неоргани- ческих материалов производятся точ- ным осаждением пленочного пакета светодиодного устройства на специ- ально подготовленные пластины. Про- цесс производства является обычным в полупроводниковой промышленности. После того как пакет осаждён, пластина режется на кристаллы, как правило, со стороной примерно 1 мм или меньше, затем осуществляется корпусирование и присоединение оптической системы. Производство светодиодных пластин из неорганических материалов сегодня масштабно. Ещё недавно изготовление дисплеев на единой подложке являлось проблематичным. Наряду с обычны- ми светодиодами появились мини- и микросветодиоды. Микросветодиоды применяются в средствах отображе- ния информации или дисплеях. Изго- товление матрицы светящихся элемен- тов микросветодиодов производится единовременно и на одной подложке. Микродисплейная технология отлича- ется рядом конкурентных преимуществ и может занять значительную нишу на рынке современной электроники [2]. Светодиодыиз неорганическихмате- риалов в небольших отдельных корпу- сахшироко внедреныдля коммерческо- го применения. Такие диодыиспользуют в качестве источников света, компонен- тов системы подсветки сверхтонких ЖКД. Микросветодиоды представлены в следующих сегментах рынка: ● компьютерные мониторы; ● умные часы; ● дисплеи, закрепляемые на голове; ● смартфоны; ● планшеты; ● телевизоры; ● видеостены. Продукция со светодиодами, изготов- ленными из органических материалов, впервые стала коммерчески доступ- ной в 1997 году. Светодиодные дис- плеи могут быть отнесены к органиче- ским светоизлучающим (Organic Light Emitting Device – OLED) или органиче- ским электролюминесцентным устрой- ствам. Технология имеет преимуще- ство перед неорганическим аналогом. Матричный дисплей относительно лег- ко изготавливается из материалов на основе органических плёнок. Было раз- работано два типа устройств на основе органических плёнок: низкомолекуляр- ные и полимерные светоизлучающие устройства, изобретённые компанией Eastman Kodak и Кавендишской лабора- торией Кембриджского университета. Большая часть изделий OLED изготав- ливаютсянаосновенизкомолекулярных плёнок. Оченьинтереснасегоднятехноло- гияполимерныхорганическихсветодио- дов: онапозволяетиспользовать струйную печатьдлянанесенияорганическогослоя, это значительно удешевляет и упрощает технологиюпроизводства. Органические светоизлучающие устройства, помещён- ные в корпус, как панели с одним пиксе- лем, находят применение и на потреби- тельском рынке освещения. Успешное массовоевнедрениеорганическихсвето- диодов сдерживается низкой эффектив- ностью, недостаточным сроком службы, сложностьюполучениясветодиодовбело- го свечения, высокой стоимостью. Плёночный набор органического или неорганического диода содержит два расположенных рядом полупро- водника (n-типа и p-типа) с различ- ным числом свободных электронов. Ток в диоде протекает только в одном направлении, поэтому когда прило- жено напряжение к материалу n-типа, электроны протекают по направлению к слою p-типа в светоизлучающем дио- де – генерируется свет. Сопоставление тонкоплёночных электролюминесцентных дисплеев с OLED-дисплеями Первоначально OLED-дисплеи были рекомендованы только для потребитель- ских применений, таких как сотовые телефоны, автомобильная стереофони- ческая аппаратура с весьма ограничен- ными рабочими циклами и небольшими размерами по диагонали. Из-за нерав- номерного старения не существовало OLED-дисплеев для использования в ноутбуках, PDA или профессиональном измерительномоборудовании, где дли- тельное статическое изображение при- водит к паразитному эффекту «прожи- гания» (burn-in) экрана. Производители устройств, создан- ных на основе органических плёнок (OLED), обычно характеризуют свето- вой ресурс как время, в течение которо- го начальная яркость дисплея/пикселя уменьшается вдвое. Это общепринятый показатель в описании срока службы ламп и других излучателей света, не относящихся к дисплеям, но он имеет несущественное значение для диспле- ев с большим объёмом информации. Как было указано ранее, человече- ский глаз может видеть на изображе- нии неравномерность в яркости менее 2…5% . Таким образом, ослабление от 5 до 10% локальной световой отдачи может приводить к появлению весьма заметного паразитного тёмного фона. Проблема со старением у диспле- ев OLED не позволяет их применять в изделиях, дисплеи которых требу- ют увеличенного срока службы. Кро- ме того, нагрев ускоряет старение у OLED-дисплеев, содействуя сокраще- нию периода их нормальной эксплуа- тации. При температурах выше +70 ° C дисплеи OLED могут катастрофиче- ски отказывать. Следовательно, они не могут быть задействованы в примене- ниях, где существует требование экс- плуатации при высокой температуре. Компании, занятые разработкой OLED, в настоящее время существенно увели- чили срок службы при высоких уров- нях яркости и высокой температуре. Некоторые модели OLED-дисплеев с пассивной адресацией сохраняют стабильность параметров при дли- тельном воздействии высокой темпе- ратуры и влажности: более 950 ч безот- казной работы при температуре +55 ° C и влажности 95%. Больше убедительных данных име- ется относительно живучести TFEL- дисплеев, выпускаемых компанией Beneq, особенно по сравнению с OLED- дисплеями. TFEL-дисплеи были внедре- ны в тысячи военных транспортных средств и другое военное оборудова- ние. OLED-дисплеи долгое время не