Elektroluminestseeruvad emitterid: seade ja tööpõhimõte, tüübid
Elektroluminestsents nimetatakse luminestsentsiks, mida ergastab elektrivälja toime. See nähtus esineb pooljuhtides ja kristalsetes fosforites — sellistes ainetes, mille molekulid või aatomid on võimelised ergastatud olekusse minema, kui neid läbib elektrivool või rakendatud elektrivälja toimel.
Tegelikult tuleneb elektroluminestsents pooljuhi aukude ja elektronide rekombinatsioonist, mille käigus kiirguvad footonid – pooljuhi elektronid annavad seega oma energia ära. Enne rekombinatsiooni algust eraldatakse augud ja elektronid. Eraldamine saavutatakse kas suure energiaga elektronide abil, mis saadakse kiirendusel tugevas elektriväljas (elektroluminestsentspaneelide kristalsetes luminesfoorides) või materjali aktiveerimisega pn-siirde tekitamiseks (nagu LED-ide puhul). kasutatakse elektroluminofoori.
Pulbri kiirgajad esmakordselt töötati välja 1952. aastal.Need on mitmekihilised struktuurid, mille põhjas on plastikust või klaasist alusplaat.
Plaadile kantakse järjestikku: juhtiv metallioksiididest (SnO2, InO2, CdO) valmistatud läbipaistev elektrood, seejärel 25-100 μm elektroluminofoori kiht, seejärel kaitsev dielektriline kiht (SiO, SiO2 või lakk), seejärel läbipaistmatu metallelektrood. Fosfor on tsinksulfiid või tsinkseleniid, mis aktiveeritakse heledaks mangaani, vase või muude elementide lisanditega.
Tsinksulfiidi polükristallid (helmed) on üksteisega konjugeeritud kõrge dielektrilise konstandiga orgaaniliste vaikude abil. Seetõttu vajab pulber-elektroluminestsentsemitter töötamiseks vahelduvpinget sagedusega 400 kuni 1400 Hz ergastuspingega 90 kuni 140 volti.
Kile elektroluminestseeruvad emitteridErinevalt pulbrist sisaldavad elektroodide vahel polükristallilist elektroluminestseeruvat fosforit paksusega umbes 0,2 μm, mis saadakse termilise aurustamise ja vaakum-sadestamise teel.
Sellises elektroluminofooris puudub dielektrik, seetõttu töötavad kilekiirgurid konstantsel pingel ja nende tööpingetase on pulber omast madalam - ainult 20–30 volti. Valguse ja heleduse suurendamiseks, samuti värvi muutmiseks aktiveeritakse filmi luminofoor haruldaste muldmetallide fluoriidmaterjalidega.
Kolmekihiline kile emitter loodi 1974. aastal. See sisaldab kahte suure dielektrilise konstandiga isolatsioonikilet (Y2O3 ja Si3N4).
Elektroluminestseeruvate emitterite iseloomulikud parameetrid on: efektiivne heledus, heleduse tunnus, heleduse sagedusmuutus, efektiivse heleduse sõltuvus kiirgava valguse sagedusest ja spektrist.
Pulberemitterite efektiivne heledus määratakse voolutihedusele vastava vahelduvvoolu toitepinge teatud sagedusel ja väärtusel.
Heleduse karakteristik peegeldab heleduse pinge sõltuvust; suure kontrastsusega maatriksekraanid on ehitatud väga mittelineaarse karakteristikuga emitterite baasil.
Kilekiirgurid pakuvad suuremat kontrasti ja eraldusvõimet kui pulberkiirgurid. Heleduse mitmekordne muutus – tegelikult – heleduskarakteristiku järsus, kui toitepinge kahekordistub; pulbris ulatub see 25-ni, filmis - 1000-ni. Spektri, tegelikult - värvi, määravad fosforile lisatud aktivaatorid.
Elektroluminestseeruvate emitterite puudused hõlmavad suuri erinevusi parameetrites. Lisaks väheneb heledus nende töötamise ajal kuni 3 korda 4000 tunni jooksul. Kuid see kehtib esimeste suurte osakestega elektroluminofooride kohta.
Uusimate kaasaegsete elektroluminofooride osakeste suurus on 12-18 nm, nendega tõuseb heledus 300 cd-ni ja heleduse vähenemist 20% esimese 40 töötunni jooksul reguleerivad toiteallika parameetrid (sagedus ja ergutuspinge) ja tööiga ulatub sel viisil 12000 tunnini...
Läbipaistmatute elektroodide erinevad konstruktsioonid võimaldavad elektroluminestseeruvate emitterite abil saavutada teabe kuvamiseks erinevaid tähestikulisi, sümboolseid ja numbrilisi vorme. spetsiaalsed maatriksekraanid.
Elektroluminestsentspaneelid on saadaval anorgaaniliste või orgaaniliste materjalide õhukeste kiledena. Kristalliliste luminofooride sära värvus sõltub aktiveerivast lisandist.Põhimõtteliselt on selline paneel lamekondensaator, mida toidab sisseehitatud pingemuundurist saadud pinge 60–600 volti.
Elektroluminestseeruvate materjalidena kasutatakse: III-V InP, GaAs, GaN (LED-des), hõbeda või vase poolt aktiveeritud tsinksulfiidi pulbri kujul (annab sinakasrohelise sära) ja kollakasoranži kuma saamiseks tsink. kasutab mangaani poolt aktiveeritud se sulfiidi.
Elektroluminestsentsekraan (ELD) — eritüüpi kuvar, mis on loodud kahe juhikihi vahel (õhukese alumiiniumelektroodi ja läbipaistva elektroodi vahel) spetsiaalselt töödeldud fosforist või GaAs kristallidest koosneva elektroluminestseeruva materjali kihiga. Kui juhtmetele rakendatakse vahelduvpinget, hakkab elektroluminestseeruv materjal hõõguma.
Paneelid, näidikud, juhtmed jne. — kasutatakse laialdaselt olmeelektroonikas ja valgustuses elektroluminestsentsvalgustid… Neid kasutatakse LCD-ekraanide, erinevate seadmete kaalude, klaviatuuride taustvalgustuses ning neid kasutatakse ka maastike ja arhitektuursete ehitiste dekoratiivseks kujundamiseks.
Elektroluminestsentskuvarite graafika, sünteesivad tähemärgid, mida iseloomustab kõrge pildikvaliteet, hea kontrastsus, kõrge värskendussagedus ja halb temperatuuritundlikkus. Nende omaduste tõttu kasutatakse neid sõja-, meditsiini- ja muudes tööstusharudes.