Электролюминесцентный дисплей

Электролюминесцентный дисплей (ELD) — тип дисплея, пиксели которого выполнены из электролюминесцентных излучателей.

Ноутбук Data General/One 2T (1987) с электролюминесцентным дисплеем производства Planar

Первый прототип электролюминесцентного дисплея создан в 1960 году. Разработки первых серийных образцов относятся к концу 1970-х годов, технология предполагалась как одна из основных для массового производства плоскопанельных дисплеев, в частности, как конкурент для монохромных пассивных жидкокристаллических дисплеев. В 1978 году Sharp выпустила электролюминесцентный чёрно-белый телевизор, а в 1985 году — компьютерный монитор, в то же время Planar Systems освоила серийное производство мониторов для ноутбуков Data General. В связи с относительной дороговизной широкого применения в дальнейшем технология не нашла, и основные производители сфокусировались на развитии жидкокристаллических и светодиодных технологий, но в ряде сфер, где предъявлялись особые требования к ударопрочности или устойчивости к экстремальным температурам, электролюминисцентные дисплеи получили некоторое распространение. В частности, используются в промышленной автоматике, в железнодорожной, авиационной, для некоторых медицинских приборов; с конца 1980-х годов основное применение — военная техника.

Технология, применяемая с конца 1970-х годов, обозначается как тонкоплёночные электролюминесцентные дисплеи (TFEL, англ. thin-film electroluminescence). С 2010-х годов выпускаются также прозрачные электролюминесцентные дисплеи, обозначаемые TASEL (transparent electroluminescent displays).

В тонкоплёночных дисплеях в качестве электролюминесцентного материала используются специально обработанные кристаллы фосфора или арсенида галлия, располагаемые между двумя слоями проводника — тонким алюминиевым электродом и прозрачным электродом. При подаче переменного тока на проводники электролюминесцентный материал начинает светиться. Изображение у тонкоплёночных электролюминесцентных дисплеев отчётливое благодаря тому, что пискели имеют чёткую границу, а также за счёт использования для заднего фона светопоглощающих подложек, последнее позволяет сохранять контрастность при ярком освещении. Уровень яркости дисплеев регулируются в достаточно широком диапазоне. Угол обзора — более 160°. Рабочие температуры вплоть до диапазона −50 ÷ +85 °C, при этом задержки отображения не возникают даже при низких температурах. Обычно выполняются как монохромные дисплеи с изображением жёлтого или янтарного цвета, с начала 2000-х годов выпускаются также цветные дисплеи. Чаще всего — малоформатные, с диагональю от 3 до 10 дюймов, реже — до 18 дюймов.

Прозрачные электролюминесцентные дисплеи изготовляются на стеклянной подложке, на которую фотолитографическим методом наносятся прозрачные электроды из оксида индия-олова толщиной 2000 Å, формирующие столбцы матрицы. В качестве электролюминисцентного материала используется сульфид цинка, легированный ионами марганца (для жёлтого свечения) или тербия (для зелёного), наносимый поверх прозрачного диэлектрика, отделяющего его от электродов. На светоизлучающий слой толщиной 5000 Å наносится непрозрачный диэлектрический слой оксида алюминия толщиной 2000 Å, и на него фотолитографически наносятся электроды строк матрицы.

Основные серийные производители электролюминесцентных дисплеев по состоянию на 2007 год — американская Planar Systems и её финское подразделение Finlux, а также японская Denso (унаследовавшая активы Sharp) и канадская Luxell. В 2012 году финская компания-производитель оборудования атомно-слоевого осаждения Beneq выкупила у Planar бизнес по производству электролюминесцентных дисплеев, и вскоре освоила выпуск прозрачных электролюминсцентных дисплеев под торговой маркой Lumineq; в 2023 году производство электролюминесцентных дисплеев было свёрнуто.

Литература

• C. N. King, C. F. Schaus. Electroluminescent displays // Summaries of papers presented at the Conference on Lasers and Electro-Optics. — Anaheim, CA, USA, 1996. — С. 88—89. — ISBN 1-55752-443-2.
• A. N. Krasnov. Electroluminescent displays: history and lessons learned // Displays. — 2003. — Т. 24. — С. 73–79. — doi:10.1016/S0141-9382(03)00015-5.
• Л. Льюис. Современные электролюминесцентные дисплеи на примере продукции компании Planar Systems // Компоненты и технологии. — 2007. — № 7. — С. 38—39.
• А. Самарин, А. Смирнов. TASEL — прозрачные тонкоплёночные электролюминесцентные дисплеи Lumineq // Компоненты и технологии. — 2021. — № 8. — С. 34—41.