el背光技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

隨著高科技產(chǎn)品的民用化普及，從前僅在飛行器的駕駛座艙內(nèi)使用的場(chǎng)致發(fā)光技術(shù)現(xiàn)已廣泛運(yùn)用于民用手持設(shè)備上，在手機(jī)、傳呼機(jī)、無繩電話、個(gè)人數(shù)字助理、遙控器等產(chǎn)品上，由于el背光方式具有體積小、重量輕、溫度低、耗電少、無閃爍、發(fā)光均勻等特性，現(xiàn)已逐漸取代傳統(tǒng)的led背光方式。

      el背光系統(tǒng)是由el燈片和el驅(qū)動(dòng)器組成。el燈片的厚度一般小于0.2mm,是由絕緣基底上噴涂了場(chǎng)致發(fā)光材料并夾在兩層電極之間組成。el場(chǎng)致發(fā)光燈的商可以通過使用不同的發(fā)光材料，比如硫化鋅、硫化鈣或硫化鍶，再摻雜其他成份如鎂、釤、銪或添加螢光染色劑等，來調(diào)整光的亮度和顏色。改變激勵(lì)頻率同樣能引起光的顏色變化，當(dāng)頻率增加時(shí)顏色向偏藍(lán)的方向變化，而當(dāng)頻率減小時(shí)顏色會(huì)向偏綠的方向變化，el燈片的原始顏色是指激勵(lì)電壓為200v/400hz時(shí)el燈片的發(fā)光顏色。

      el燈片具有很強(qiáng)的柔韌性，在不折損電極的前提下，可任意裁剪或彎曲而不影響發(fā)光性能；而且，el燈片是一種“平面”發(fā)射器，相對(duì)于led點(diǎn)光源，無須導(dǎo)光板等擴(kuò)散器即可實(shí)現(xiàn)全表面均勻光；另外，led是一個(gè)“熱點(diǎn)”光源，局部“熱點(diǎn)”往往會(huì)給精密的電子系統(tǒng)帶來意想不到的干擾，而el燈片是一個(gè)冷光源。

     相對(duì)于led背光系統(tǒng)，el背光系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于降低了功耗。el燈片所需要的僅僅是高電壓，負(fù)載所需的電流卻非常小，大概范圍是0.03到1ma/cm2，一般來說，在el燈的面積小于10
      cm2時(shí)，工作電流在幾個(gè)ma左右。然而，僅驅(qū)動(dòng)一個(gè)led就需要5到10ma的電流。低功耗對(duì)于使用電池供電的設(shè)備而言，具有相當(dāng)大的意義。
     從電氣特性上看，el燈片具有阻容特性，等效電路如圖1，電容容量通常是2到6nf/in2(el燈的質(zhì)量越好電容特性越小)。電阻阻值通常是50到15000kohm/in2。同一個(gè)el驅(qū)動(dòng)電路的最大驅(qū)動(dòng)面積和驅(qū)動(dòng)亮度會(huì)因不同的el燈片而有較大差別。

      el燈片的發(fā)光亮度是幾項(xiàng)電氣參數(shù)綜合效果。一般來說，驅(qū)動(dòng)電壓的峰峰值增加，亮度增加；驅(qū)動(dòng)電壓的頻率增加，亮度增加(但當(dāng)頻率上升到幾千赫茲時(shí)，亮度的增加會(huì)逐漸減少)；另一方面，驅(qū)動(dòng)電壓的頻率增加，el燈片的發(fā)光效率會(huì)降低；當(dāng)然，el燈片的材料、品質(zhì)和構(gòu)造對(duì)發(fā)光亮度和效率也有很大的影響，例如，不同顏色的el燈片效率不同，綠色的效率最高。此外，el燈片的亮度標(biāo)測(cè)單位是反映主動(dòng)光源的fl(英尺朗伯)或nits(cd/m2,燭光/平方米)，1fl=0.2919nits，而不是測(cè)量物體反射光強(qiáng)度的lux(勒克斯)。

      el場(chǎng)致發(fā)光燈的壽命是以半衰期來衡量的，即el燈片的亮度降低到初始時(shí)的一半時(shí)el燈片的連續(xù)工作時(shí)間。典型的el發(fā)光燈的半衰期是5,000到10,000小時(shí)，這取決于所使用的發(fā)光物質(zhì)、激勵(lì)電壓和工作頻率。較高的驅(qū)動(dòng)電壓和較高的驅(qū)動(dòng)頻率會(huì)降低el燈片的使用壽命，高濕和高溫的環(huán)境同樣會(huì)降低發(fā)光燈的使用壽命。需要指出的是,驅(qū)動(dòng)電壓所引入的直流分量會(huì)極大的減少el燈片的壽命，某些el驅(qū)動(dòng)器采用一端接el燈片一端接地的驅(qū)動(dòng)作法是極不可取的，因?yàn)檫@不僅向el燈片引入了直流分量，而且對(duì)系統(tǒng)的地線也引進(jìn)了更多的干擾信號(hào)。

     在電氣特性上，el燈片壽命的降低意味著等效電容值的降低和等效電阻值的增加。el場(chǎng)致發(fā)光燈的應(yīng)用場(chǎng)合在絕大多數(shù)情況下是直流低壓系統(tǒng)，比如電池供電。但el場(chǎng)致發(fā)光燈必須用高壓來驅(qū)動(dòng)，通常要求驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)高效率地把直流電壓轉(zhuǎn)換為頻率為200hz到1khz、幅值為50到200vpp的交流電壓，且不使用過多的電子元件。

     在場(chǎng)致發(fā)光燈電路設(shè)計(jì)中，噪音和電磁干擾(emi)是一個(gè)不可回避的問題，在無線手持設(shè)備中表現(xiàn)得尤其突出，因?yàn)檫^大的emi甚至?xí)绊憻o線電收發(fā)的靈敏度。

     產(chǎn)生噪音的物理原因有兩點(diǎn)：1.
     脈沖電流流過驅(qū)動(dòng)器電路時(shí)可能有相當(dāng)大的強(qiáng)度，會(huì)引起電感或其它電器元件振動(dòng)或感應(yīng)其它元件振動(dòng)，可通過調(diào)整振蕩頻率或更換好的電感解決問題；2.
     驅(qū)動(dòng)電路中的振蕩電容和物理結(jié)構(gòu)類似，電容el燈片在高壓交流電的驅(qū)動(dòng)下表現(xiàn)出壓電效應(yīng)，從而發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生噪音。可通過更換燈片和改善el燈片的裝配工藝來解決。

     產(chǎn)生emi的主要原因是逆變過程中，脈沖電流流過驅(qū)動(dòng)器電路時(shí)所涉及的元器件發(fā)生電磁泄漏。通過元器件的選擇和pcb板的屏蔽設(shè)計(jì)可基本解決此問題。
     需要強(qiáng)調(diào)的是，不同的el驅(qū)動(dòng)芯片因其內(nèi)部電路的工作原理不同，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路所產(chǎn)生的噪音和emi的強(qiáng)度也有極大的區(qū)別。例如：導(dǎo)致el燈片噪音的直接原因是驅(qū)動(dòng)電壓的波形合成方式。el燈規(guī)定使用正弦電壓驅(qū)動(dòng)，但是實(shí)際上燈的驅(qū)動(dòng)波不是一個(gè)純粹的正弦波，而是一個(gè)由脈沖組成的包絡(luò)類似正弦波的鋸齒波，sipex公司的el驅(qū)動(dòng)芯片的輸出波每半個(gè)正弦波是由16-64個(gè)脈沖組成，每個(gè)脈沖步進(jìn)的電壓不多，所以驅(qū)動(dòng)電壓的直流分量和emi較小，并且基本上在各種el燈片上避免了噪音問題。而某些el驅(qū)動(dòng)芯片的輸出波每半個(gè)正弦波僅由8個(gè)或更少的脈沖組成，故el燈片的壽命會(huì)降低，噪音會(huì)增加。

     在場(chǎng)致發(fā)光燈電路設(shè)計(jì)中，請(qǐng)注意：el場(chǎng)致發(fā)光燈的諸參數(shù)之間是相互聯(lián)系的，包括工作電壓、頻率、設(shè)計(jì)的輸出亮度、燈的壽命、顏色和。為了使設(shè)計(jì)的電路工作穩(wěn)定可靠，在選擇元器件時(shí)還應(yīng)注意參考el場(chǎng)致發(fā)光燈商和驅(qū)動(dòng)芯片商推薦的參數(shù)或他們推薦的元器件商。