Elektrolüminesan yayıcılar: cihaz ve çalışma prensibi, türleri
elektrolüminesans bir elektrik alanının etkisiyle uyarılan lüminesans olarak adlandırılır. Bu fenomen, yarı iletkenlerde ve kristalli fosforlarda - molekülleri veya atomları, içlerinden bir elektrik akımı geçtiğinde veya uygulanan bir elektrik alanının etkisi altında uyarılmış bir duruma geçebilen bu tür maddelerde meydana gelir.
Aslında elektrolüminesans, fotonların yayıldığı bir yarı iletkendeki deliklerin ve elektronların rekombinasyonundan kaynaklanır - yarı iletkenin elektronları böylece enerjilerini bırakır. Rekombinasyon başlamadan önce delikler ve elektronlar ayrılır. Ayırma, ya güçlü bir elektrik alanında hızlandırma ile elde edilen yüksek enerjili elektronlarla (elektrolüminesan panellerin kristal fosforlarında) ya da bir pn bağlantısı üretmek için malzemenin etkinleştirilmesiyle (LED'lerde olduğu gibi) sağlanır. elektroluminofor kullanılır.
Toz Yayıcılar ilk olarak 1952 yılında geliştirilmiştir.Tabanında plastik veya cam bir alt tabaka plakası bulunan çok katmanlı bir yapıdır.
Aşağıdakiler plakaya sırayla uygulanır: metal oksitlerden (SnO2, InO2, CdO) yapılmış iletken şeffaf bir elektrot, ardından 25-100 μm'lik bir elektroluminofor tabakası, ardından koruyucu bir dielektrik tabaka (SiO, SiO2 veya vernik), ardından bir opak metal elektrot. Fosfor, manganez, bakır veya diğer elementlerin safsızlıkları tarafından parlaklığa aktive edilen çinko sülfür veya çinko seleniddir.
Çinko sülfit polikristalleri (boncuklar), yüksek bir dielektrik sabitine sahip organik reçineler tarafından birbirine konjuge edilir. Bu nedenle, toz elektrolüminesan yayıcının çalışması için, 90 ila 140 voltluk bir uyarma voltajı ile 400 ila 1400 Hz frekanslı alternatif bir voltaj gerekir.
Film elektrolüminesan yayıcılar, tozun aksine, elektrotlar arasında, termal buharlaştırma ve vakumla biriktirme ile elde edilen, yaklaşık 0,2 μm kalınlığında bir polikristal elektrolüminesan fosfor filmi içerir.
Böyle bir elektroluminoforda dielektrik yoktur, bu nedenle film yayıcılar sabit bir voltajda çalışır ve çalışma voltaj seviyeleri toz olanlardan daha düşüktür - sadece 20 ila 30 volt. Işığı ve parlaklığı artırmanın yanı sıra rengi değiştirmek için filmin fosforu, nadir toprak florür malzemeleriyle etkinleştirilir.
Üç katmanlı film yayıcı, 1974'te oluşturuldu. Yüksek dielektrik sabitine sahip iki yalıtkan film (Y2O3 ve Si3N4) içerir.
Elektrolüminesan yayıcıların karakteristik parametreleri şunlardır: etkin parlaklık, parlaklığın karakteristiği, parlaklıktaki frekans değişimi, etkin parlaklığın yayılan ışığın frekansına ve spektrumuna bağlılığı.
Toz yayıcıların etkin parlaklığı, akım yoğunluğuna karşılık gelen alternatif akım besleme voltajının belirli bir frekansında ve değerinde belirlenir.
Parlaklık özelliği, parlaklığın voltaj bağımlılığını yansıtır; yüksek kontrastlı matris ekranlar, çok doğrusal olmayan özelliklere sahip yayıcılar temelinde oluşturulur.
Film yayıcılar, toz yayıcılardan daha yüksek kontrast ve çözünürlük sağlar.Parlaklıktaki çoklu değişiklikler -aslında-besleme gerilimi iki katına çıkarıldığında parlaklık karakteristiğinin keskinliği; tozda 25'e, filmde - 1000'e ulaşır. Spektrum, aslında renk, fosfora eklenen aktivatörler tarafından belirlenir.
Elektrolüminesan yayıcıların dezavantajları, parametrelerdeki büyük varyasyonları içerir. Ayrıca, çalışırken parlaklıkları 4000 saatte 3 kata kadar azalır. Ancak bu, büyük parçacıklara sahip ilk elektroluminoforlar için geçerlidir.
En yeni modern elektroluminoforlar, 12-18 nm parçacık boyutlarına sahiptir, onlarla birlikte parlaklık 300 cd'ye çıkar ve ilk 40 saatlik çalışma sırasında parlaklıktaki% 20 azalma, güç kaynağı parametreleri (frekans ve uyarma voltajı) tarafından düzenlenir. , ve bu şekilde çalışma ömrü 12000 saate ulaşıyor...
Opak elektrotların farklı tasarımları, bunun üzerine inşa etmek için elektrolüminesan yayıcılar kullanılarak farklı alfabetik, sembolik ve sayısal bilgi gösterim biçimlerinin elde edilmesini sağlar. özel matris ekranlar.
Elektrolüminesan paneller inorganik veya organik malzemelerin ince filmleri olarak mevcuttur. Kristalin fosforların parıltısının rengi, aktifleştirici safsızlığa bağlıdır.Temel olarak, böyle bir panel, yerleşik bir voltaj dönüştürücüsünden elde edilen 60 ila 600 voltluk bir voltajla beslenen düz bir kapasitördür.
Elektrolüminesan malzemeler olarak: III-V InP, GaAs, GaN (LED'lerde), toz halindeki gümüş veya bakır ile aktive edilen çinko sülfit (mavi-yeşil bir ışıltı verir) ve sarı-turuncu bir ışıltı elde etmek için çinko manganez tarafından aktive edilen se sülfür kullanır.
Elektrolüminesan Ekran (ELD) — iki iletken tabakası arasında (ince bir alüminyum elektrot ile şeffaf bir elektrot arasında) özel olarak işlenmiş fosfor veya GaAs kristallerinden oluşan bir elektrolüminesan malzeme tabakası tarafından oluşturulan özel bir ekran türü. Tellere alternatif bir voltaj uygulandığında, elektrikli ışıldayan malzeme parlamaya başlar.
Paneller, ekranlar, teller vb. — tüketici elektroniği ve aydınlatmada yaygın olarak kullanılır elektrolüminesan aydınlatıcılar… LCD ekranların, çeşitli cihazların terazilerinin, klavyelerin arka aydınlatmasında hizmet ettikleri gibi, peyzaj ve mimari yapıların dekoratif tasarımında da kullanılırlar.
Yüksek görüntü kalitesi, iyi kontrast, yüksek yenileme hızı ve sıcaklığa karşı zayıf hassasiyet ile karakterize edilen, sentezleyici karakterler olan elektrolüminesan ekranlardan grafikler. Bu özelliklerinden dolayı askeri, medikal ve diğer endüstrilerde kullanılmaktadırlar.