技术服务之EL的发展

 

 

无机EL技术
EL显示技术 EL(Electroluminescent)又称为电致发光或者场致发光显示技术，EL显示屏由固态EL玻璃板、电子控制电路和电源组成。玻璃板是一个在透明的非导电层和行、列电极矩阵之间的薄膜发光层。电子控制回路通过激活行、列交叉点的磷荧光体点亮像素。这种特殊的构造使EL显示屏具有抗冲击、振动能力强，宽视角，宽温域等优越特性成为可能。

电致发光（EL）显示屏集成了对比度增强技术（ICE），在薄膜结构中加入了吸光层，它完全限制了来自环境的光反射以及被点亮像素周围的光轮。ICE技术提供了清晰的图像质量，超强的对比度适用于所有环境光线条件。通过不断的探索和发展，拥有了众多自主专利产品，这使EL显示屏始终站在同类产品的前列。
电致发光显示屏
电致发光（EL）技术的特点决定EL平板显示器不但可以提供高质量的图像标准，而且还具有高亮度、高对比度、宽视角、宽温域、长寿命以及响应时间快等优良特性。由于EL显示屏具有以上等优良特性，使其在工业控制、石油勘探、航天航空、国防工业、医疗、运输等众多领域得到了广泛的应用。EL显示屏的高对比度在众多便携医疗仪器领域是一种很重要的特性，电致发光（EL）显示屏以其极高的亮度和对比度，在任何环境条件下都可以显示其优越的可读性。
" 在驾驶车辆的过程中，司机可以快速阅读EL显示屏的数据，确保驾驶安全。
" 在医院的手术室里，医生和他的助手可以方便地看到病人的监控数据，及时确定治疗方案。
" 在仓库里，司机可以通过安装在铲车上高对比度的显示屏使货物精确定位并保持整个操作过程的顺利进行。
电致发光显示屏在恶劣环境中的应用
电致发光（EL）显示屏完全能够满足在低温和高温环境下使用的要求，经常用于北极或沙漠地带。所有的电 致发光（EL）显示屏都具有良好的温度性能，经过处理，更可使温度范围扩大到-40℃到+85℃。在这个温度范围内，EL显示屏的图像质量、视角范围、响应时间等优良特性同样不会改变。
" EL显示屏在经过十几年的连续使用仍然可以保持最初亮度的75%，这一特性尤其适用于要求长期循环使用的场合，
如医用仪表和长途运输卡车。
" EL显示屏具有极强的抗冲击能力（100G），因此它非常适用于多冲击和振动的场合，如野外勘测仪器、野外战车
等。
" EL显示屏响应速度非常快，从开机到显示数据时间不超过1毫秒。这种特性实现了移动物体的实时显示，而不会在视
频图像中产生滞影和重影现象。这种特性提高了医用仪器和测试仪表的显示精度。
" EL显示屏的固态结构包含了夹在透明的非导电层和行、列电极距阵之间的磷荧光体。
" EL显示屏结构相当牢固、轻薄，安装灵活、可靠。适用于各种应用环境。
" EL显示屏采用了对比度加强技术（ICE）吸收周围的光线，增加了显示的对比度，改善了可读性。
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某些物质加上电压后能将电能直接转换成光能，这种发光现象称为电致发光（Electroluminescence,EL）.LED．OLED．半导体激光器．电致发光板均是广义上的EL。

电致发光显示的分类与特点

1． 电致发光显示的分类

（1） 结型电致发光：PN结，正向注入少子与多子复合发光。

（2） 低能电致发光：ZnO:Zn荧光粉有较好的电导率，低能电子注入即发光；如荧光显示器（VFD）。

（3） 本征电致发光：ZnS:Mn粉与介质混合或介于两薄膜之间，加电压发光。

电致发光（EL）一般是专指高场下的电致发光，即本征电致发光。它分为薄膜状与粉末状两种，供电方式又分交流与直流两种，所以有如下四种组合：

高场电致发光分为：粉末EL和薄膜EL；

粉末EL分为：AC－EL、DC－EL；

薄膜EL分为：AC－EL、DC－EL

其中可作为图像显示，并已产业化的薄膜型AC－EL是发展重点。

2、电致发光显示的发光特点：

（1） 是一种场致发光，构造上无电流流过，效率高，但难于输入功率。所以亮度不上去。

（2） 主动发光，可制成任意形状。

（3） 全固，薄而牢，军用最好。

（4） 无加热元件，无真空，响应快（1-10祍）。

ZnS系列,高场型电致发光现象于1936年由法国巴黎大学的Destrian发现,当时由于外围材料和技术成熟,未能利用这种物理现象制成EL显示器件。1947年美国Mcmaster发明了导电玻璃，20世纪50年代人们希望把它做成冷光源，但寿命和亮度没有过关，到20世纪60年代底纷纷下马。直到1974年日本夏普公司用半导体技术制成三层薄膜器件，才奠定了EL平板显示 技术的基础，接着夏普公司又开发出耐压1000V的MOS晶体管和MOSIC，使薄膜型ELD原实用大大前进一步。到目前为止，橙黄单色器件和多色器件已批量生产，但由于蓝色发光材料尚未完全过关。彩色EL尚处在批量生产的前夜。

在EL发展历史中先后出现过AC、DC、薄膜、粉末四种组合，但目前作为矩阵显示，交流薄膜EL（AC－TFEL）是发展主要方面；作为平面光源，交流粉末EL是主要的。

交流薄膜EL是前唯一的全固体平板显示器件，因其优异的环境性能和良好显示质量，在工作条件恶劣和体积有严格的场合获得广泛应用。美国航天飞机、军用直升飞机和英美主战坦克中都使用TFELD，在海湾战争中共有16种武器系统采用TFELD。美国陆军曾一资购买了如指1.2万个中小型ELD来装备野战部队。民用方面在工业控制和医疗设备上也获得应用。

3. 电致发光与显示器

早在1936年,法国的Destriau就发现,将ZnS荧光粉末浸入油性溶液中,使其封于2块电极之间，施加交流电压,会产生发光现象。这应该说是EL的最早发现。可惜的是，当时并未发明透明电极，因此在相当长的一段时间内，在实用上并无进展。

1950年，发明了以SnO2为主要成份的透明电电膜（nesa），Sylvania公司利用这种电极开发成功分散型EL元件。它作为平面型发光源引起人们的极大兴趣，人们期待将其用于平板型电子显示器，并开始了实质性的研究开发。但当时并未解决此元件辉度低和寿命短的问题，更未使其达到实用化。人们一般称其为第一代EL。

1968年，两篇论文的发表进一步为EL的研究发表进一步为ＥＬ的研究开发注入活力，并被认为是第二代ＥＬ开始的标志。一篇由Ｖecht等人发表，阐明分散型ＥＬ元件用的荧光体表面通过Ｃu的处理，可以实现直流驱动；另一篇由Ｋahng等人发表，阐明在薄膜型ＥＬ中，若导入作为发光中心的稀土氟化物，可实现高辉度。在此基础上，猪口人等人于１９７４年发表了关于高辉度、长寿命的二层绝缘膜结构的薄膜型ＥＬ元件的文章，并通过实验证实了ＥＬ用于电视画面显示的可能性。

在此期间，彩电及计算机普及，与此相伴，信息显示器成为人们注目的中心。人们希望在广泛采用的布劳恩管（cathode ray tube ,CRT）的基础上，开发薄膜型、轻量、高画面质量、大显示容量的平板型电子显示器。正是在这种背景下，ＥＬＤ成为热门题目之一，并与LCD,PDP及Ｌ－ＥＤ等一起被列入研究开发的重点。

１９８３年，日本开始薄膜ＥLD批量生产。目前橙红色发光的ＥＬＤ可由夏普（日）、Ｐlaner System(美)及Ｌohja（芬兰）（１９９１年与Planer System合并，组成Planer Imternational）等公司供应。

近年来ＥＬＤ的研究更集中于全彩色显示及更大容量的显示等方面。实现全色显示，高质量的三原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）荧光体是必不可少的。现在人们正在从材料的角度进行研究。从过去就开始的在ＺnS中添加稀土离子发光中心的研究工作一直在进行之中。对于绿色发光来说，采用ＺnS:Mn，Ｆ系统，在辉度、发光效率等方面都已达到或接近橙黄色发光的ＺnS:Mn系统的水平。另一方面，对于红色、蓝色发光来说，通过在碱土金属硫化物（ＳrS,CaS）等中添加稀土离子（Ｅ－u,Ce）发光中心，已获得有希望的结果。与此同时，利用这些材料，也已经完成多色ＥL元件原型的制作。总之，ＥＬ的研究日趋活跃，所涉及的范围也越来越广。