Elektroliuminescenciniai emiteriai: prietaisas ir veikimo principas, tipai

Elektroliuminescencija vadinama liuminescencija, sužadinta elektrinio lauko veikimo. Šis reiškinys atsiranda puslaidininkiuose ir kristaliniuose fosforuose - tokiose medžiagose, kurių molekulės ar atomai gali pereiti į sužadinimo būseną, kai per juos praeina elektros srovė arba veikiant taikomam elektriniam laukui.

Tiesą sakant, elektroliuminescencija atsiranda dėl puslaidininkyje esančių skylių ir elektronų rekombinacijos, kurioje išspinduliuojami fotonai – puslaidininkio elektronai taip atiduoda savo energiją. Prieš prasidedant rekombinacijai, skylės ir elektronai yra atskiriami. Atskyrimas pasiekiamas arba didelės energijos elektronais, gaunamais pagreičiant stipriame elektriniame lauke (elektroliuminescencinių plokščių kristaliniuose fosforuose), arba aktyvuojant medžiagą, kad susidarytų pn sandūra (kaip šviesos dioduose). Elektroliuminescenciniuose spinduliuotėse naudojamas elektroluminoforas.

Miltelių skleidėjai Pirmą kartą buvo sukurti 1952 m.Jie yra daugiasluoksnė konstrukcija, kurios pagrindu yra plastiko arba stiklo pagrindo plokštė.

Ant plokštelės nuosekliai uždedamas: laidus skaidrus elektrodas, pagamintas iš metalų oksidų (SnO2, InO2, CdO), tada 25-100 μm elektroliuminoforo sluoksnis, tada apsauginis dielektrinis sluoksnis (SiO, SiO2 arba lakas), tada nepermatomas metalinis elektrodas. Fosforas yra cinko sulfidas arba cinko selenidas, aktyvuotas iki ryškumo dėl mangano, vario ar kitų elementų priemaišų.

Cinko sulfido polikristalai (karoliukai) yra sujungti vienas su kitu organinėmis dervomis, turinčiomis didelę dielektrinę konstantą. Todėl, kad miltelinis elektroliuminescencinis spinduolis veiktų, reikalinga kintamoji įtampa, kurios dažnis yra nuo 400 iki 1400 Hz, o sužadinimo įtampa yra nuo 90 iki 140 voltų.

Plėvelės elektroliuminescenciniai emiteriaiSkirtingai nuo miltelių, tarp elektrodų yra apie 0,2 μm storio polikristalinė elektroliuminescencinio fosforo plėvelė, gaunama termiškai išgarinant ir nusodinant vakuume.

Tokiame elektroliuminofore nėra dielektriko, todėl plėvelės emiteriai dirba esant pastoviai įtampai, o jų darbinės įtampos lygis yra mažesnis nei miltelinių - tik nuo 20 iki 30 voltų. Siekiant padidinti šviesą ir ryškumą, taip pat pakeisti spalvą, plėvelės fosforas aktyvuojamas retųjų žemių fluoro medžiagomis.

Trijų sluoksnių plėvelės skleidėjas buvo sukurtas 1974 m. Jame yra dvi izoliacinės plėvelės (Y2O3 ir Si3N4), turinčios didelę dielektrinę konstantą.

Būdingi elektroliuminescencinių emiterių parametrai yra šie: efektyvus ryškumas, ryškumo charakteristika, ryškumo dažnio pokytis, efektyvaus ryškumo priklausomybė nuo skleidžiamos šviesos dažnio ir spektro.

Efektyvus miltelių spinduoklių ryškumas nustatomas esant tam tikram kintamosios srovės maitinimo įtampos dažniui ir vertei, atitinkančiam srovės tankį.

Ryškumo charakteristika atspindi ryškumo priklausomybę nuo įtampos; didelio kontrasto matriciniai ekranai yra sukurti remiantis emiteriais, kurių charakteristika yra labai netiesinė.

Plėvelės skleidėjai užtikrina didesnį kontrastą ir skiriamąją gebą nei milteliniai spinduliuotieji Daugkartiniai skaisčio pokyčiai – iš tikrųjų – skaisčio charakteristikos statumas, kai maitinimo įtampa padvigubėja; milteliuose siekia 25, plėvelėje – 1000. Spektras, iš tikrųjų – spalva, nustatomas į fosforą dedamų aktyvatorių.

Elektroliuminescencinių spinduolių trūkumai apima didelius parametrų skirtumus. Be to, jų veikimo metu ryškumas sumažėja iki 3 kartų per 4000 valandų. Bet tai taikoma pirmiesiems elektroluminoforams su didelėmis dalelėmis.

Naujausių šiuolaikinių elektroliuminoforų dalelių dydis yra 12-18 nm, su jais ryškumas padidėja iki 300 cd, o ryškumo sumažėjimą 20% per pirmąsias 40 darbo valandų reguliuoja maitinimo parametrai (dažnis ir žadinimo įtampa) , o tarnavimo laikas tokiu būdu siekia 12000 valandų...

Skirtingos nepermatomų elektrodų konstrukcijos leidžia pasiekti skirtingas abėcėlės, simbolines ir skaitmenines informacijos atvaizdavimo formas naudojant elektroliuminescencinius spinduolius. specialūs matriciniai ekranai.

Elektroliuminescencinės plokštės yra plonos neorganinių arba organinių medžiagų plėvelės. Kristalinių fosforų švytėjimo spalva priklauso nuo aktyvuojančios priemaišos.Iš esmės tokia plokštė yra plokščias kondensatorius, maitinamas 60–600 voltų įtampa, gaunama iš įmontuoto įtampos keitiklio.

Kaip elektroliuminescencinės medžiagos naudojamos: III-V InP, GaAs, GaN (LED), cinko sulfidas, aktyvuotas sidabru arba variu miltelių pavidalu (suteikia mėlynai žalią švytėjimą), o geltonai oranžiniam švytėjimui gauti cinkas. naudoja se sulfidą, aktyvuotą manganu.

Elektroliuminescencinis ekranas (ELD) — specialaus tipo ekranas, sukurtas elektroliuminescencinės medžiagos sluoksniu, sudarytu iš specialiai apdorotų fosforo arba GaAs kristalų tarp dviejų laidininko sluoksnių (tarp plono aliuminio elektrodo ir skaidraus elektrodo). Kai laidams taikoma kintamoji įtampa, elektroliuminescencinė medžiaga pradeda švytėti.

Plokštės, ekranai, laidai ir kt. — plačiai naudojamas buitinėje elektronikoje ir apšvietime elektroliuminescenciniai šviestuvai... Jie naudojami LCD ekranų, įvairių prietaisų svarstyklių, klaviatūrų foniniam apšvietimui, taip pat naudojami dekoratyviniam kraštovaizdžio ir architektūrinių konstrukcijų dizainui.

Grafika iš elektroliuminescencinių ekranų, sintetinanti simbolius, pasižyminti aukšta vaizdo kokybe, geru kontrastu, dideliu atnaujinimo dažniu ir prastu jautrumu temperatūrai. Dėl šių savybių jie naudojami karinėje, medicinos ir kitose pramonės šakose.