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EL冷光片原理
来源:薄膜开关 薄膜压力传感器 El冷光片 | 发布时间:2012-9-7 | 浏览次数:

EL是 “Electro Luminescent”(电激发光)简称,它是一种转换电能为光能的技术,结合多种物质来产生光源,因其在运转的过程中不会发热,所以一般俗称“冷光”。
    冷光片的工作原理:通过加在两极的交流电压产生交流电场,被电场激发的电子撞击荧光物质(zns),引起电子能级的跳跃,变化、复合而发射出高效率冷光的一种物理观象,即电激发光现象。 
       冷光片的操作原理:将发光粉置于两个平板电极之间,其为夹层式结构, 上下各有一个电极,上电极为透明导电膜(ITO膜),光从此面射出,下电极为背电极,其材料主要为银或碳,发光材料主要是硫化锌(ZnS),当交流电压加在两个电极上时,电场使得(ZnS)粒子产生激发式跃迁,从而在每一个充放循环中发光, 当它含有不同的激活剂时,可发出不同颜色的光。EL的亮度随电极间的电压、频率的改变而变化,一般情况下随电压及频率的增加亮度也相应增加。
冷光的制造过程:是在透明的导电膜上涂满磷光物质及介电物质(陶瓷)及银(铝、铜、石墨等)浆,再加上护背,如此便可形成一个冷光片,然后再加上电源及INVERTER(逆变器)即可完成。
冷光片是一种转换电能为光的装置,最典型的组成是将磷光物质夹在两个导电的电极中(其中一个电极是允许光源透射的)。冷光片的亮度是可以经由控制操作的电压和频率来改变的。(不同范围的电压或频率将会改变冷光的亮度或颜色) EL冷光具有发光柔和、亮度均匀、色彩鲜艳、能见度高、功耗小、耐压高、无电热灾害、无电磁辐射、抗紫外线等众多优点。
冷光产品具有传统光源无法比拟的优点:超薄(0.24mm)、重量极轻、耗电极低(每平方厘米10mW)、光电转换效能高(95%)、抗震、抗压、抗冲击、使用寿命长(5万小时)、光色纯正(蓝色、绿色等自然色)、无光害、无紫外线辐射、且亮度连续可变等一系列优良物理性能。它是新一代高科技节能型的光电产品。冷光技术是一项全新的技术,应用范围非常广泛。它起源于美国,在美国海军潜艇上用作仪表显示和通道照明,后逐渐应用在空军战机仪表上。目前,美国空军、海军在仪器仪表上广泛使用冷光产品。
EL早在1936年首度由Destria博士发现,是一项已有六十年历史的技术,直到近年由于固态化学与薄膜半导体技术的发展,EL平面显示器才逐渐受到重视。EL可依发光材料分为有机和无机两种,过去多以无机的研究为主。目前,有机电激发光材料在操作寿命达到突破后,已经达工业化价值。EL可应用致文字处理机、个人计算机、等各种OA机器,以及车辆用导航终端机等各种用途。此外,EL显示器的全彩化已达实用水准,在不久的将来,渴望提升高精细的全彩EL显示器。由于信息科技的发展,平面显示器(Flat Panel Display;FPD)逐渐成为电子应用产品中的主流,举凡日常生活中的各种电器用品,包括;电视、汽车仪表板、手表、广告看板…..等。
目前平面显示器的技术有三种,即液晶式(Liquid Crystal Display;LCD)、电浆式(Plasma Display Panel;PDP)与电激发光式(Electron luminescent Display;ELD),液晶式由于成本低,耗电量小,已经大量使用于手提形计算机,不过,液晶式仍有许多缺点存在,像是视角不良、速度慢、结构复杂、无法大型化与生产成本高等,而电激发光式显示器所具有的视角度、发光却不发热、软屏可挠与轻薄短小等特性,使EL平面显示器在未来有极大发展潜力。电激发光(Electron luminescence;EL),即将电能转换成光能的一种物理现象。EL在1936年首度被德国科学家Destria博士发现,发光现象是由一根硫化锌(ZnS)棒浸在水银电极中产生,但是当时没有透明电极的发现,所以直到1951年透明电极的发现,才间接促进EL作为平面光源之设计,不过由于EL的发光强度与寿命的问题,EL仍无法实际应用。1974年Inoguchi发表具有双绝缘层的薄膜EL结构,解决发光强度与及寿命的问题,才开始成为研究的新领域。表1-1为EL平面显示器之发展历史。
平面显示器一词最早出现在1960年代,发展至今,种类繁多,目前有日本的Sharp 与美国的Planar systems 两家公司,后者是Tektronix于1983年成立的子公司。240´Sharp在1983年首先推出单色320 240´EL显示器,第一代的便携式计算机就是使用这种显示器。美国Planar公司则在1988年推出全色ACTFEL (交流驱动薄膜型) 320 dots平面显示器,引起显示器业者相当大的注意力。现今Planar systems 已完成多色EL显示器商品化,并于1993年第一个全彩色EL原型样品。EL是一种简单可靠的发光方式,是种已有六十年历史的科技,但因涉及较复杂的固态化学与材料应用,发展至今一直没有受到重视,近年来固态技术日渐成熟,EL显示器在未来将占重要市场。
原理激发光平面显示器(ELD)的基本构造主要包含电极材料、绝缘材料与发光材料(萤光体),萤光体材料通常区分为有机与无机两种,其中以无机的研究较多。EL类似半导体,萤光体内主要有母体材料(Host)与适当的添加物(Dopant,又称为Activator )形成的发光中心所组成。目前已经开发的母体材料多为二六族(Ⅱ-Ⅵ)的离子化合物,大致上包括Ca、Sr、Ba(ⅡA族)或是Zn、Cd、Hg(ⅡB族)搭配S、Se(Ⅵ族)作为母体材料。添加物则决定发光颜色,一般添加物多为Mn、Cu、Ag及镧系元素(Eu、Sm、Tb)等过渡金属,表2-1则是以硫化锌为母体材料加入不同的活化剂之发光颜色;由于发光机制涉及阳离子洞隙的填补,因此若添加物非二价金属,则必须加入平衡电荷用的一价或三价物质,通常为F、Br、Cl等卤素,此平衡电荷物称为共同活化剂(Co-activator)。
有机EL与无机EL之比较
1. 何谓 OEL OLED有机EL是ORGANIC ELECTRO LUMINESCENT简称OEL,OLED是ORGANIC LIGHT EMITTER DEVICE 与有机EL、OEL均是相同只是名称不一样而已
2. 有机EL与无机EL,原理都是一样,二端加电极中间发光层被激致而发光,只是无机发光层的原料及客发光体材料(DOPANT EMITTER MATERIAL)均用无机物诸如ZnS、Cu、Mn等,而有机EL则用有机化合物做为发光材料及客发光材料诸如PPV、CN-PPV、PVK。
3. 有机EL(OLED)又分为小分子(MOLECULES)EL及高分子(POLYMER)EL
4. 无机EL加工容易成本低但颜色的变化比较不易控制又其DRIVER的电压高,有机EL工作电压低(DC 10V以下)因此控制电路比较容易制作,有机EL颜色控制比较容易有机EL初期的投资大,因其制程上有用到蒸镀所以大尺寸的也比较困难,又有机EL其材料目前均有专利,所以从事有机EL的制造均属大厂,诸如柯达、PHILIP、PIONEER‧‧等,台湾的工厂要生产有机EL必须克服初期投资资金并取得专利的授权,因此障碍很大。 
    偏光膜(Polarizing Film)为制造液晶显示器(Liquid Crystal Display ; 简称 LCD)之关键零组件,属于受光显示组件,LCD 显示原理为运用两个电极夹住一层液晶材料,靠电极间产生之电场,驱动液晶材料以控制光源透射,并透过偏光积层薄膜(Polarizer;简称偏光膜或偏光板)将普通光线变成精密控制方向的偏极光,进而显示影像。 本产品因需具备特殊光学性质,所以需运用精密机械、化工科技及光学技术加工生产,使此薄膜兼具偏光透视及保护液晶材料的特性。偏光板是液晶显示器的眼睛. 光线由导光板投射. 经过反偏光片时光线将全数被垂直与水平的偏光片吸收, 吸收垂直光波的偏光片让水平波通过, 吸收水平波的偏光片让垂直波通过. 这样的显示器就暗咪摸啦. 那液晶显示器怎么会显示呢?别紧张,别忘记有液晶唷! 当ITO玻璃的ITO将驱动电压传来的讯号接通, 沉睡躺平在 PI 配向膜的液晶会挺起. 将原先被阻挡在水平向偏光片的水平波干涉为垂直波. 这样简单又可以通过啦!你就瞧见光线啦. 虽然薄薄一片, 可是确大大有学问唷. 首先, 你先得千辛万苦低声下气买一些 PVA膜(供货商全球这这么一两家嘛), 然后呢, 来个三温暖蒸气浴(干式法)或SPA(湿式法)将碘染在PVA膜上头, 接下来呢, 像拉面一样把PVA延伸, 说点专业术语叫顺向,然后呢,再给它烤干贴上透明TAc(醋酸纤维膜)保护这娇弱身躯。

 
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