Elektroluminescerende emittere: enhed og funktionsprincip, typer
Elektroluminescens kaldet luminescens, ophidset af virkningen af et elektrisk felt. Dette fænomen opstår i halvledere og krystallinske fosfor - i sådanne stoffer, hvis molekyler eller atomer er i stand til at gå i en exciteret tilstand, når en elektrisk strøm passerer gennem dem eller under påvirkning af et påført elektrisk felt.
Faktisk er elektroluminescens et resultat af rekombinationen af huller og elektroner i en halvleder, hvori der udsendes fotoner - halvlederens elektroner afgiver dermed deres energi. Før rekombinationen begynder, adskilles huller og elektroner. Adskillelsen opnås enten ved højenergielektroner opnået ved acceleration i et stærkt elektrisk felt (i krystallinske fosfor i elektroluminescerende paneler), eller ved at aktivere materialet til at producere en pn-forbindelse (som i LED'er). I elektroluminescerende emittere, elektroluminescens af en elektroluminofor anvendes.
Pulveremittere blev først udviklet i 1952.De er en flerlagsstruktur, i bunden af hvilken der er en plast- eller glassubstratplade.
Følgende påføres sekventielt på pladen: en ledende transparent elektrode lavet af metaloxider (SnO2, InO2, CdO), derefter et 25-100 μm lag af elektroluminofor, derefter et beskyttende dielektrisk lag (SiO, SiO2 eller lak), derefter en uigennemsigtig metalelektrode. Fosfor er zinksulfid eller zinkselenid aktiveret til lysstyrke af urenheder af mangan, kobber eller andre grundstoffer.
Zinksulfid polykrystaller (perler) er konjugeret til hinanden af organiske harpikser med en høj dielektrisk konstant. Derfor kræver den elektroluminescerende pulveremitter en vekselspænding med en frekvens på 400 til 1400 Hz med en excitationsspænding på 90 til 140 volt for at fungere.
Film elektroluminescerende emittere, i modsætning til pulver, indeholder mellem elektroderne en polykrystallinsk film af elektroluminescerende phosphor med en tykkelse på omkring 0,2 μm, som opnås ved termisk fordampning og vakuumaflejring.
I en sådan elektroluminofor er der ingen dielektrikum, derfor arbejder filmemittere ved en konstant spænding, og deres driftsspændingsniveau er mindre end for pulver - kun fra 20 til 30 volt. For at øge lyset og lysstyrken, samt for at ændre farven, aktiveres filmens fosfor med sjældne jordarters fluormaterialer.
Den tre-lags film emitter blev skabt i 1974. Den indeholder to isolerende film (Y2O3 og Si3N4) med en høj dielektrisk konstant.
De karakteristiske parametre for elektroluminescerende emittere er: effektiv lysstyrke, karakteristisk for lysstyrke, frekvensændring i lysstyrke, afhængighed af effektiv lysstyrke af frekvensen og spektret af udsendt lys.
Pulveremitternes effektive lysstyrke bestemmes ved en bestemt frekvens og værdi af vekselstrømforsyningsspændingen svarende til strømtætheden.
Lysstyrkekarakteristikken afspejler lysstyrkens spændingsafhængighed; matrixskærme med høj kontrast er bygget på basis af emittere med en meget ikke-lineær karakteristik.
Filmemittere giver højere kontrast og opløsning end pulveremittere De mange ændringer i luminans - faktisk - stejlheden af luminanskarakteristikken, når forsyningsspændingen fordobles; i pulver når den 25, i film - 1000. Spektret, faktisk - farven, bestemmes af aktivatorer tilsat fosfor.
Ulemper ved elektroluminescerende emittere omfatter store variationer i parametre. Derudover falder lysstyrken under deres drift op til 3 gange på 4000 timer. Men det gælder de første elektroluminoforer med store partikler.
De nyeste moderne elektroluminoforer har partikelstørrelser på 12-18 nm, med dem øges lysstyrken til 300 cd, og faldet i lysstyrke med 20% i løbet af de første 40 timers drift reguleres af strømforsyningsparametrene (frekvens og excitationsspænding) , og driftslevetiden på denne måde når 12000 timer...
Forskellige designs af uigennemsigtige elektroder gør det muligt at opnå forskellige alfabetiske, symbolske og numeriske former for informationsvisning ved at bruge elektroluminescerende emittere til at bygge videre på dette specielle matrixskærme.
Elektroluminescerende paneler fås som tynde film af uorganiske eller organiske materialer. Farven på gløden af krystallinske fosfor afhænger af den aktiverende urenhed.Grundlæggende er et sådant panel en flad kondensator, der forsynes med en spænding på 60 til 600 volt opnået fra en indbygget spændingsomformer.
Som elektroluminescerende materialer anvendes: III-V InP, GaAs, GaN (i lysdioder), zinksulfid aktiveret af sølv eller kobber i form af pulver (giver en blågrøn glød), og for at opnå en gul-orange glød, zink bruger se sulfid aktiveret af mangan.
Elektroluminescerende skærm (ELD) — en speciel type skærm skabt af et lag af elektroluminescerende materiale bestående af specielt behandlede fosfor- eller GaAs-krystaller mellem to lag af ledere (mellem en tynd aluminiumselektrode og en gennemsigtig elektrode). Når en vekselspænding påføres ledningerne, begynder det elektroluminescerende materiale at lyse.
Paneler, displays, ledninger mv. — meget udbredt inden for forbrugerelektronik og belysning elektroluminescerende illuminatorer… De tjener i baggrundsbelysningen af LCD-skærme, skalaer på forskellige enheder, tastaturer og bruges også til dekorativt design af landskaber og arkitektoniske strukturer.
Grafik fra elektroluminescerende skærme, syntetisering af tegn, kendetegnet ved høj billedkvalitet, god kontrast, høj opdateringshastighed og dårlig temperaturfølsomhed. På grund af disse egenskaber bruges de i militær, medicinsk og andre industrier.