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平板电视无疑将成为今后发展数字电视最佳的选择之一,目前作为平板电视最重要的成员——等离子电视(PDP)、液晶电视(TFT-LCD)已经开始进入普通消费者家庭。但是PDP和TFT-LCD的核心技术都掌握在日韩企业手中的事实,决定了中国彩电企业只能采取产业跟随的策略。除了PDP、TFT-LCD这两种较为成熟的平板电视技术之外,目前,索尼正在研发OLED技术、东芝和佳能也在开发SED技术等,这些都有可能成为未来平板电视家族中新的成员。
加拿大iFire公司开发的无机厚膜电致发光技术(TDEL)也将成为平板电视家族里有力的竞争者,但问题是,目前iFire公司却找不到产业的支持,因为已经坐享等离子、液晶电视带来丰厚利润的日韩企业肯定不愿TDEL能够成就一番天地。拥有雄厚制造能力和巨大市场潜力的中国,携手TDEL是不是可以开辟不同于日韩企业的一条平板电视之路呢?
什么是TDEL?
无机EL是包括CRT在内的所有显示器中结构最简单的一项技术,其基本结构为底部电极,包括:电介质层、发光层及电介质层;上部电极的积层型结构,包括:发光层,它所有的层都是无机材料所构成,因此,这与有机EL有所差异。
另外,厚膜电介质EL也是无机EL的构成要素之一,也就是电介质层用厚膜相互替换。而这当中所使用的厚膜是指将粉末材料调整成胶质状态,然后均匀涂抹后研制成厚度只有数μm的材料,因此,只要是适当的材料只要将其粉末化后,都可以用于这项厚膜技术上,所以材料选择的自由度很高。
另一方面,TDEL也能够使用高绝缘率的陶瓷作为电介质层,这对高静电容量对提高亮度很有帮助,而且比厚度1μm以下的薄膜会有比较高的耐电压,产生不良率发生率的可能性较低,是一种可靠度较高的显示器技术。
电介质层在发光层所构成直列电容(condenser),用于交流电源驱动,并添加在发光层上的电压如果达到了某个门槛数值(Vth),发光层就开始通过实际电流并发光,这时发光层的中间会因为电场因素,加速电子跟混合而成的发光中心原子相冲突,并以原子特有的光谱进行发光动作。反观,有机EL是以逆方向注入的电子和空穴相互结合后而产生光,两种不同的发光原理有所差异,这也是无机EL和有机EL材料最大的不同之处。
TDEL和一般无机(薄膜)EL同样是以全固体结构的方式呈现,所以具有可靠及简单构造特征,同时又是使用高性能的电介质作为材料,可以使薄膜EL达到好几倍的亮度。
两者都是在Vth以上的电压开始迅速发光,但TDEL中电压和亮度的比例范围比薄膜EL更广,亮度的饱和水平也高出数倍,从这边可以得知,TDEL的中间显示特性更优秀,并且能够获得更明亮的显示器。
再来就必须要考虑到制造工艺,以厚膜材料作为关键的TDEL可说很适合大型面板的制造。这是因为厚膜胶体的印刷和涂抹等动作,不需要像薄膜生产时必须的真空装置,也不需要大型LCD中必须的TFT,甚至也不用像PDP那样为了放电晶元而必须建造立体结构。
如上所述,TDEL具备低成本生产大型面板的特征,但长久以来一直无法解决全彩色化的问题,而这一问题也可以说切断了TDEL趋缓了大型化道路。
如何实现无机EL全彩色化效果?
一开始,TDEL的研发过程是从单色面板起家,但是无论是何种显示器为了市场需求及扩大,都必须解决全彩色化的问题。iFire公司也从1997年开始着手开发用于电视机的TDEL面板。
但在1990年代缺乏让无机EL实现全彩色化所必须的具有足够亮度和色度的三原色萤光体。唯一有实用可能性的是白色萤光体和彩色滤光器的组合方法(一般业界将此称为CBW法),而白色发光则是以透过ZnS:Mn(黄色)和SrS:Ce(青蓝色)的萤光体经由这2层结构获得。
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