Elektroluminescerende emittere: enhet og operasjonsprinsipp, typer
Elektroluminescens kalt luminescens, begeistret av virkningen av et elektrisk felt. Dette fenomenet forekommer i halvledere og krystallinske fosforer - i slike stoffer hvis molekyler eller atomer er i stand til å gå inn i en eksitert tilstand når en elektrisk strøm passerer gjennom dem eller under påvirkning av et påført elektrisk felt.
Faktisk er elektroluminescens et resultat av rekombinasjonen av hull og elektroner i en halvleder, der fotoner sendes ut - halvlederens elektroner gir dermed opp energien sin. Før rekombinasjonen begynner, separeres hull og elektroner. Separasjonen oppnås enten ved høyenergielektroner oppnådd ved akselerasjon i et sterkt elektrisk felt (i krystallinske fosforer av elektroluminescerende paneler), eller ved å aktivere materialet for å produsere en pn-overgang (som i LED). I elektroluminescerende emittere, elektroluminescens av en elektroluminofor brukes.
Pulveremittere ble først utviklet i 1952.De er en flerlagsstruktur, ved bunnen av den er det en substratplate av plast eller glass.
Følgende påføres sekvensielt på platen: en ledende gjennomsiktig elektrode laget av metalloksider (SnO2, InO2, CdO), deretter et 25-100 μm lag med elektroluminofor, deretter et beskyttende dielektrisk lag (SiO, SiO2 eller lakk), deretter en ugjennomsiktig metallelektrode. Fosfor er sinksulfid eller sinkselenid aktivert til lysstyrke av urenheter av mangan, kobber eller andre elementer.
Sinksulfidpolykrystaller (perler) er konjugert til hverandre av organiske harpikser med høy dielektrisk konstant. Derfor, for å fungere, krever pulverelektroluminescerende emitter en vekselspenning med en frekvens på 400 til 1400 Hz med en eksitasjonsspenning på 90 til 140 volt.
Film elektroluminescerende emittere, i motsetning til pulver, inneholder mellom elektrodene en polykrystallinsk film av elektroluminescerende fosfor med en tykkelse på omtrent 0,2 μm, som oppnås ved termisk fordampning og vakuumavsetning.
I en slik elektroluminofor er det ingen dielektrikum, derfor fungerer filmemittere med konstant spenning, og deres driftsspenningsnivå er mindre enn pulver - bare fra 20 til 30 volt. For å øke lyset og lysstyrken, samt å endre fargen, aktiveres filmens fosfor med sjeldne jordartsfluorider.
Tre-lags filmemitteren ble opprettet i 1974. Den inneholder to isolerende filmer (Y2O3 og Si3N4) med høy dielektrisk konstant.
De karakteristiske parametrene til elektroluminescerende emittere er: effektiv lysstyrke, karakteristikk av lysstyrke, frekvensendring i lysstyrke, avhengighet av effektiv lysstyrke av frekvensen og spekteret av utsendt lys.
Den effektive lysstyrken til pulveremitterne bestemmes ved en viss frekvens og verdi av vekselstrømforsyningsspenningen som tilsvarer strømtettheten.
Lysstyrkekarakteristikken reflekterer spenningsavhengigheten til lysstyrken; matriseskjermer med høy kontrast er bygget på basis av emittere med en svært ikke-lineær karakteristikk.
Filmemittere gir høyere kontrast og oppløsning enn pulveremittere De mange endringene i luminans – faktisk – brattheten til luminanskarakteristikken når forsyningsspenningen dobles; i pulver når den 25, i film - 1000. Spekteret, faktisk - fargen, bestemmes av aktivatorer tilsatt fosfor.
Ulempene med elektroluminescerende emittere inkluderer store variasjoner i parametere. I tillegg reduseres lysstyrken under driften opptil 3 ganger på 4000 timer. Men dette gjelder de første elektroluminoforene med store partikler.
De nyeste moderne elektroluminoforene har partikkelstørrelser på 12-18 nm, med dem øker lysstyrken til 300 cd, og nedgangen i lysstyrke med 20% i løpet av de første 40 driftstimene reguleres av strømforsyningsparametrene (frekvens og eksitasjonsspenning) , og driftslevetiden på denne måten når 12000 timer...
Ulike design av ugjennomsiktige elektroder gjør det mulig å oppnå forskjellige alfabetiske, symbolske og numeriske former for informasjonsvisning ved å bruke elektroluminescerende emittere for å bygge på dette spesielle matriseskjermer.
Elektroluminescerende paneler er tilgjengelige som tynne filmer av uorganiske eller organiske materialer. Fargen på gløden til krystallinske fosforer avhenger av den aktiverende urenheten.I utgangspunktet er et slikt panel en flat kondensator matet av en spenning på 60 til 600 volt hentet fra en innebygd spenningsomformer.
Som elektroluminescerende materialer brukes: III-V InP, GaAs, GaN (i LED), sinksulfid aktivert av sølv eller kobber i form av pulver (gir en blågrønn glød), og for å oppnå en gul-oransje glød, sink bruker se sulfid aktivert av mangan.
Elektroluminescerende skjerm (ELD) – en spesiell type skjerm laget av et lag av elektroluminescerende materiale som består av spesialbehandlede fosfor- eller GaAs-krystaller mellom to lag med leder (mellom en tynn aluminiumselektrode og en gjennomsiktig elektrode). Når en vekselspenning påføres ledningene, begynner det elektroluminescerende materialet å gløde.
Paneler, skjermer, ledninger, etc. — mye brukt i forbrukerelektronikk og belysning elektroluminescerende illuminatorer… De tjener i bakgrunnsbelysningen til LCD-skjermer, skalaer til forskjellige enheter, tastaturer og brukes også til dekorativ utforming av landskap og arkitektoniske strukturer.
Grafikk fra elektroluminescerende skjermer, syntetiserer tegn, preget av høy bildekvalitet, god kontrast, høy oppdateringsfrekvens og dårlig temperaturfølsomhet. På grunn av disse egenskapene brukes de i militær, medisinsk og annen industri.