Elektroluminiscerande sändare: enhet och funktionsprincip, typer
Elektroluminescens kallas luminescens, exciteras av verkan av ett elektriskt fält. Detta fenomen inträffar i halvledare och kristallina fosforer - i sådana ämnen vars molekyler eller atomer kan gå in i ett exciterat tillstånd när en elektrisk ström passerar genom dem eller under inverkan av ett pålagt elektriskt fält.
Faktum är att elektroluminescens är ett resultat av rekombinationen av hål och elektroner i en halvledare, där fotoner emitteras - halvledarens elektroner ger alltså upp sin energi. Innan rekombinationen börjar separeras hål och elektroner. Separationen uppnås antingen genom högenergielektroner som erhålls genom acceleration i ett starkt elektriskt fält (i kristallina fosforer av elektroluminescerande paneler), eller genom att aktivera materialet för att producera en pn-övergång (som i LED). elektroluminofor används.
Pulveravsändare utvecklades först 1952.De är en flerskiktsstruktur, vid basen av vilken det finns en plast- eller glassubstratplatta.
Följande appliceras sekventiellt på plattan: en ledande transparent elektrod gjord av metalloxider (SnO2, InO2, CdO), sedan ett 25-100 μm lager av elektroluminofor, sedan ett skyddande dielektriskt lager (SiO, SiO2 eller lack), sedan en ogenomskinlig metallelektrod. Fosfor är zinksulfid eller zinkselenid som aktiveras till ljushet av föroreningar av mangan, koppar eller andra grundämnen.
Zinksulfidpolykristaller (pärlor) är konjugerade till varandra av organiska hartser med en hög dielektricitetskonstant. Därför, för att fungera, kräver pulverelektroluminescenssändaren en växelspänning med en frekvens på 400 till 1400 Hz med en excitationsspänning på 90 till 140 volt.
Film elektroluminescerande sändare, till skillnad från pulver, innehåller mellan elektroderna en polykristallin film av elektroluminescerande fosfor med en tjocklek på cirka 0,2 μm, som erhålls genom termisk avdunstning och vakuumavsättning.
I en sådan elektroluminofor finns det inget dielektrikum, därför arbetar filmemittrar med konstant spänning och deras driftsspänningsnivå är lägre än pulver - bara från 20 till 30 volt. För att öka ljuset och ljusstyrkan, samt för att ändra färgen, aktiveras filmens fosfor med sällsynta jordartsmetallfluoridmaterial.
Treskiktsfilmsändaren skapades 1974. Den innehåller två isolerande filmer (Y2O3 och Si3N4) med en hög dielektricitetskonstant.
De karakteristiska parametrarna för elektroluminiscerande sändare är: effektiv ljusstyrka, karaktäristisk för ljusstyrka, frekvensförändring i ljusstyrka, beroende av effektiv ljusstyrka på frekvensen och spektrumet av emitterat ljus.
Pulveremitternas effektiva ljusstyrka bestäms vid en viss frekvens och ett visst värde på växelströmsmatningsspänningen motsvarande strömtätheten.
Ljusstyrkekarakteristiken reflekterar ljusstyrkans spänningsberoende; matrisskärmar med hög kontrast är byggda på basis av sändare med en mycket icke-linjär karaktäristik.
Filmsändare ger högre kontrast och upplösning än pulversändare.De många förändringarna i luminans – i själva verket – brantheten hos luminanskaraktäristiken när matningsspänningen fördubblas; i pulver når den 25, i film - 1000. Spektrumet, i själva verket - färgen, bestäms av aktivatorer som tillsätts till fosforn.
Nackdelar med elektroluminescerande strålare inkluderar stora variationer i parametrar. Dessutom minskar ljusstyrkan under deras drift upp till 3 gånger på 4000 timmar. Men detta gäller de första elektroluminoforerna med stora partiklar.
De senaste moderna elektroluminoforerna har partikelstorlekar på 12-18 nm, med dem ökar ljusstyrkan till 300 cd, och minskningen av ljusstyrkan med 20% under de första 40 timmarna av driften regleras av strömförsörjningsparametrarna (frekvens och excitationsspänning) , och livslängden på detta sätt når 12000 timmar...
Olika konstruktioner av ogenomskinliga elektroder gör att olika alfabetiska, symboliska och numeriska former av informationsvisning kan uppnås med hjälp av elektroluminiscerande sändare för att bygga vidare på detta speciella matrisskärmar.
Elektroluminiscerande paneler finns som tunna filmer av oorganiska eller organiska material. Färgen på glöden hos kristallina fosforer beror på den aktiverande föroreningen.I grund och botten är en sådan panel en platt kondensator som matas av en spänning på 60 till 600 volt erhållen från en inbyggd spänningsomvandlare.
Som elektroluminescerande material används: III-V InP, GaAs, GaN (i lysdioder), zinksulfid aktiverad av silver eller koppar i form av pulver (ger ett blågrönt sken), och för att få ett gulorange sken, zink använder se sulfid aktiverad av mangan.
Elektroluminescerande display (ELD) — En speciell typ av display skapad av ett lager av elektroluminiscerande material som består av speciellt bearbetade fosfor- eller GaAs-kristaller mellan två lager av ledare (mellan en tunn aluminiumelektrod och en transparent elektrod). När en växelspänning appliceras på ledningarna börjar det elektroluminiscerande materialet att glöda.
Paneler, displayer, kablar etc. — Används i stor utsträckning inom hemelektronik och belysning elektroluminiscerande belysningsanordningar… De tjänar i bakgrundsbelysningen av LCD-skärmar, vågar för olika enheter, tangentbord och används också för dekorativ design av landskap och arkitektoniska strukturer.
Grafik från elektroluminiscerande skärmar, syntetisera tecken, kännetecknas av hög bildkvalitet, bra kontrast, hög uppdateringsfrekvens och dålig temperaturkänslighet. På grund av dessa egenskaper används de inom militär, medicinsk och andra industrier.