11.10.2016
В современном широком сегменте дисплейной продукции, электролюминесцентные дисплеи (EL-дисплеи) занимают свою особую нишу применения в устройствах отображения. Их с успехом используют в медицинском оборудовании, системах управления промышленными объектами, контрольно-измерительном оборудовании, на транспорте, в системах связи, авиационном оборудовании. По мнению многих специалистов, EL-дисплеи имеют ряд преимуществ перед различными современными устройствами отображения, созданных по другим технологиям. Это касается как разрешающей способности, контрастности, угла обзора EL-дисплеев, и в некоторых случаях даже экономии энергопотребления.
«Компонента», г. Москва

О том, что некоторые материалы (сульфид цинка, арсенид галлия, фосфор и проч.) при прохождении тока обладают способностью излучать видимый свет, известно еще с 1937 г. Однако практическое применение для плоских дисплеев этот эффект нашел спустя почти 50 лет, когда появились тонкопленочные электролюминесцентные материалы.

Электролюминесцентный дисплей (ELD - Electroluminescent Display) — тип дисплея, созданный из слоя электролюминесцентного материала, состоящего из специально обработанных кристаллов фосфора (P) или арсенида галлия (GaAs) между двумя слоями проводника (между тонким алюминиевым электродом и прозрачным электродом). При подключении переменного напряжения на проводники электролюминесцентный материал начинает светиться (Рис.1).

Рис.1. Структура электролюминесцентного дисплея

Свечение люминофора EL-дисплеев очень стабильно, яркость и контрастность практически остаются не изменяемыми на протяжении длительного срока непрерывной эксплуатации. Срок службы EL-дисплеев достигает 15 лет без потери качества передаваемого изображения.

Прорыв в технологии создания электролюминесцентных дисплеев (ELD), был осуществлён американской компанией Planar Systems, Inc. (США) в середине 80-х годов прошлого столетия.

Дисплейная (ELD) продукция PLANAR сразу привлекла в мире пристальное внимание специалистов электроники своим качеством изображения, повышенной надёжностью работы в неблагоприятных условиях окружающей среды (от -40 до +65°С), отменной прочностью - выдерживают удар до 100 g и виброускорения до 5g, долговременной работоспособностью - гарантированный эксплуатационный ресурс составляет от 100 000 до 250 000 часов.

В конце 2012 года компания Beneq Oy (Финляндия) объявила о приобретении финского подразделения по производству и торговле электролюминесцентными дисплеями у компании Planar Systems, Inc., на тот момент времени лидера в дисплейных технологиях для локальных цифровых видеосетей, используемых для демонстрации мультимедийной рекламы и информационных сообщений.

Новое подразделение финской компании получило наименование Lumineq. Дисплеи, ранее разработанные Planar, теперь изготавливаются под новым брендом Lumineq - это имя для Beneq связано с выпуском изделий по тонкоплёночной электролюминесцентной технологии (TFEL- Thin Film Electroluminescence), на основе нанесения тонкопленочных покрытий ALD (атомно-слоевое осаждение) на различные поверхности, для создания барьерных слоев, пленок диэлектриков, металла, люминофора. Именно данная технология позволяет получить дисплеи, способные функционировать при экстремальных условиях эксплуатации.

При промышленном производстве данного вида продукции технологи Lumineq дополнительно применили в техпроцессе усовершенствованную технологию ICEBrite™ (Integral Contrast and Brightness Enhancement), позволяющая в два раза увеличить контрастность изображения до значений более чем 50:1 (Рис.2).

Рис.2. Малоформатный графический дисплей TFEL EL320.240.36 с применением технологии ICEBrite™ (повешенная контрастность и яркость)

В результате всех этих мер визуальные характеристики EL-дисплея стали в четыре раза лучше. Контрастность улучшена путем специальной обработки стекла, уменьшающей отражение падающего извне света (Рис.3).

Рис.3. Технология ICEBrite™ увеличивает контрастность за счёт устранения переотражений.

Тонкопленочные электролюминесцентные дисплеи (TFEL) имеют некоторые преимущества над изделиями аналогичного назначения, выполненными по другим технологиям. В частности, очень широкий диапазон рабочих температур (от -50° до +85°С), угол обзора 179˚ при любом угле наблюдения, устойчив к вибрациям и ударам. Эти качества делают TFEL- дисплеи особенно подходящими для оборудования бортовых систем транспортных средств. Например в панели управления водоснабжения аэробуса A350 применяется популярная модель EL -дисплея EL320.240.36HB (Рис.4)

Рис.4. Компактный графический QVGA- дисплей EL320.240.36-HB

По специфике подключения к управляющим видеоконтроллерам дисплеи Lumineq достаточно консервативны. В основной массе дисплеев предусмотрены интерфейсы, разработанные для плоскопанельных устройств отображения еще в 80-х годах. Для управления используются 1-, 2-, 4- и 8-битные дисплейные интерфейсы. Поэтому для управления электролюминесцентными панелями подойдут типовые видеоконтроллеры, которые обеспечивают стандартный ряд параллельных интерфейсов для ЖК-панелей с пассивной адресацией. Но компания Lumineq не стоит на месте, и за последнее время на рынок были выпущены модели дисплеев с поддержкой более современных интерфейсов LVDS и SPI, в частности такие модификации как EL640.480-AF LVDS и EL160.120.39-SPI.

Применение при производстве различных методов осаждения атомных слоев, для нанесения пленок из светоизлучающих материалов, позволило производителю в последних моделях дисплеев, помимо стандартного напряжения питания +12 Вольт, использовать источник питания с напряжением от 8 до 30 Вольт.

Энергопотребление EL-панелей напрямую привязано к числу светящихся пикселей или символов на экране. Это надо иметь в виду при разработке графики пользовательского интерфейса (Рис. 5).


Рис.5. График электропотребления EL-дисплея разрешением 600х480 пикселей

Для снижения энергопотребления не нужно перенасыщать экран излишней графикой. При оптимальном использовании графических объектов потребление электролюминесцентных панелей сравнимо с энергопотреблением TFT ЖК-панелей с аналогичной площадью экрана. К примеру, потребление энергии у дисплея форматом 640х480 пикселей (активное поле 129,3х97 мм) составляет около 9 Вт при белом экране. При отображении реальной информации потребление существенно снижается. А если использовать регулировку по яркости, можно получить дополнительную экономию по потребляемой мощности. Для снижения энергопотребления производителем также рекомендуется использовать и автоматическое выключение экрана при отсутствии активности оператора.

EL-дисплеи Lumineq характеризуются широким углом обзора (более 179˚), как в горизонтальном, так и вертикальном направлении. При этом уровни яркости и контраста остаются неизменными при всех углах обзора. Широкий угол обзора EL-дисплеев наилучшим образом соответствует использованию их там, где чтение дисплея может происходить под острым углом, давая возможность пользователю не быть привязанным к наилучшей точке обзора.

Время отклика EL-дисплеев не превышает одной миллисекунды и практически постоянно во всём диапазоне рабочих температур (Рис. 6)


Ри.6. Сравнительный график времени отклика дисплеев, изготовленных по разным технологиям, в зависимости от температуры окружающей среды.

Компания Beneq Oy , которая и до этого занималась производством оборудования на базе тонкоплёночной технологии, теперь предлагает в более широком спектре услуги по нанесению покрытий и изготовлению дисплейных изделий по техническим условиям заказчиков. Она взяла на себя обязательство долговременного развития линейки продукции Lumineq и ставит своей целью выпуск изделий для новых областей применения, которые являются коммерчески выгодными.

Линейка стандартных графических TFEL-дисплеев Lumineq представлена двенадцатью типами дисплеев с разрешением от 160х80 до 640х480 с диагональю от 3″ до 10,4″. С учетом различных конструктивных исполнений выпускается свыше 60 моделей дисплеев. В линейке присутствуют модели со встроенной сенсорной панелью (тач-скрином), а также модели со встроенным дисплейным контроллером. Большая часть моделей монохромные, однако есть несколько типов дисплеев многоцветного изображения. В отдельных типах реализована функция регулировки яркости изображения, что позволяет уменьшить энергопотребление и обеспечить больший комфорт оператору при наблюдении в условиях различной внешней освещенности.

На российском рынке дисплейной продукции производителя Lumineq успешно представляет компания «Компонента», предлагая своим клиентам широкий доступ ко всему модельному ряду выпускаемых электролюминесцентных дисплеев. Проанализировав рынок сбыта и набрав статистику, специалисты компании рекомендуют обратить внимание на наиболее популярные модели TFEL-дисплеев, зарекомендовавшие себя у потребителя данного вида продукции:

	Малоформатный графический TFEL- дисплей EL160.120.39, выполненный с применением технологии ICEBrite™ , с янтарным оттенком изображения и максимальной контрастностью 59:1.
	Многоцветный TFEL-дисплей EL320.240-FA3 разработан для применений в жёстких условиях окружающей среды, 16 цветов на основе красного и зелёного цветов. Суб-пиксельное и псевдосмешение цветов кадра, угол обзора 179˚ при любом угле наблюдения, и может быть рекомендован для применения в подвижном медицинском оборудовании.
	Графический TFEL- дисплей EL640.480-AM8 ETL с форматом изображения VGA, с дополнительными опциями: антибликовая плёнка, защитное покрытие печатной платы, соединитель с блокировкой, регулировка яркости.
	EL40S–40 Сегментный дисплей высокой яркости, с рабочей температурой -40˚C

TFEL- дисплеи Lumineq являются прочными и надёжными. Твердотельная структура люминофоров позволяет эффективно эксплуатировать TFEL-дисплеи при низких температурах. Простая и жёсткая конструкция TFEL-дисплеев при использовании демпфирующего крепежа и прокладок между стеклом и платой гарантирует устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам. Твердотельная структура и электроника TFEL-дисплеев позволяет обеспечить рабочую температуру от – 60 до +85˚C без размытости изображения движущегося объекта и быстрым откликом во всём температурном диапазоне. Практика эксплуатации показывает длительные сроки службы TFEL-дисплеев, с незначительной в 10-15% потерей яркости от первоначальной.

Тонкоплёночные электролюминесцентные дисплеи Lumineq адаптированы под различные управляющие интерфейсы и напряжения питания, и могут быть успешно использованы в сопряжении со многими современными промышленными разработками.

Все вышеперечисленные TFEL- дисплеи Lumineq представляют из себя качественное и надёжное решение информационной визуализации в составе разнообразного технического оборудования, создаваемого для эксплуатации в сложных и ответственных условиях работы.

Более подробно с техническими характеристиками представленных моделей TFEL-дисплеев, а также многих других, можно ознакомиться на сайте производителя «Lumineq» или на сайте компании «Компонента».