Electroluminescent emitters: อุปกรณ์และหลักการทำงาน ประเภท

อิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์ เรียกว่าการเรืองแสง ตื่นเต้นกับการกระทำของสนามไฟฟ้า ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในเซมิคอนดักเตอร์และสารเรืองแสงที่เป็นผลึก — ในสารดังกล่าวซึ่งโมเลกุลหรืออะตอมสามารถเข้าสู่สถานะตื่นเต้นเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านพวกมันหรือภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าที่ใช้

ความจริงแล้ว อิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์เป็นผลมาจากการรวมตัวกันอีกครั้งของโฮลและอิเล็กตรอนในสารกึ่งตัวนำ ซึ่งโฟตอนถูกปล่อยออกมา อิเล็กตรอนของสารกึ่งตัวนำจึงสูญเสียพลังงาน ก่อนที่การรวมตัวกันใหม่จะเริ่มขึ้น หลุมและอิเล็กตรอนจะถูกแยกออกจากกัน การแยกทำได้โดยอิเล็กตรอนพลังงานสูงที่ได้รับจากการเร่งความเร็วในสนามไฟฟ้าแรง (ใน phosphors ผลึกของแผงอิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์) หรือโดยการเปิดใช้งานวัสดุเพื่อสร้างจุดแยก pn (เช่นใน LED) ในอิมิตเตอร์อิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์ ใช้อิเล็กโทรลูมิโนฟอร์

ตัวปล่อยผง ได้รับการพัฒนาครั้งแรกในปี 1952เป็นโครงสร้างหลายชั้นที่ฐานเป็นแผ่นพลาสติกหรือแก้ว

สิ่งต่อไปนี้ใช้กับเพลตตามลำดับ: อิเล็กโทรดโปร่งใสนำไฟฟ้าที่ทำจากออกไซด์ของโลหะ (SnO2, InO2, CdO) จากนั้นชั้นอิเล็กโทรลูมิโนฟอร์ขนาด 25-100 ไมโครเมตร จากนั้นชั้นไดอิเล็กตริกป้องกัน (SiO, SiO2 หรือสารเคลือบเงา) จากนั้น อิเล็กโทรดโลหะทึบแสง ฟอสฟอรัสคือสังกะสีซัลไฟด์หรือสังกะสีเซเลไนด์ที่ถูกกระตุ้นให้เกิดความสว่างโดยแมงกานีส ทองแดง หรือองค์ประกอบอื่น ๆ ที่เจือปน

ผลึกโพลีซิงค์ซัลไฟด์ (เม็ดบีด) ถูกเชื่อมเข้าด้วยกันโดยเรซินอินทรีย์ที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูง ดังนั้น ในการทำงาน ตัวปล่อยอิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์แบบผงต้องใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความถี่ 400 ถึง 1400 เฮิร์ตซ์ โดยมีแรงดันกระตุ้นที่ 90 ถึง 140 โวลต์

ตัวปล่อยฟิล์มอิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์ซึ่งแตกต่างจากผง คือมีฟิล์มโพลีคริสตัลไลน์ของสารเรืองแสงอิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์อยู่ระหว่างขั้วไฟฟ้าที่มีความหนาประมาณ 0.2 ไมครอน ซึ่งได้จากการระเหยด้วยความร้อนและการสะสมตัวในสุญญากาศ ซึ่งแตกต่างจากผงแป้ง

ไม่มีไดอิเล็กตริกในอิเล็กโทรลูมิโนฟอร์ดังกล่าว ดังนั้นตัวปล่อยฟิล์มจึงทำงานที่แรงดันไฟฟ้าคงที่ และระดับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานจะน้อยกว่าระดับของไฟฟ้าแบบผง - ตั้งแต่ 20 ถึง 30 โวลต์เท่านั้น เพื่อเพิ่มแสงและความสว่าง รวมทั้งเปลี่ยนสี สารเรืองแสงของฟิล์มจะถูกเปิดใช้งานด้วยวัสดุฟลูออไรด์ที่หายาก

ตัวส่งฟิล์มสามชั้นถูกสร้างขึ้นในปี 1974 ประกอบด้วยฟิล์มฉนวนสองแผ่น (Y2O3 และ Si3N4) ที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูง

พารามิเตอร์คุณลักษณะของตัวปล่อยอิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์คือ: ความสว่างที่ใช้งานจริง ลักษณะของความสว่าง การเปลี่ยนแปลงความถี่ของความสว่าง การพึ่งพาความสว่างที่ใช้งานจริงกับความถี่และสเปกตรัมของแสงที่ปล่อยออกมา

ความสว่างที่มีประสิทธิภาพของตัวปล่อยผงจะถูกกำหนดที่ความถี่และค่าของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่สอดคล้องกับความหนาแน่นกระแส

ลักษณะความสว่างสะท้อนถึงการพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าของความสว่าง หน้าจอเมทริกซ์ที่มีคอนทราสต์สูงสร้างขึ้นจากตัวส่งสัญญาณที่มีลักษณะไม่เป็นเชิงเส้น

ตัวปล่อยฟิล์มให้คอนทราสต์และความละเอียดที่สูงกว่าตัวปล่อยแบบผง จริง ๆ แล้ว การเปลี่ยนแปลงความสว่างหลาย ๆ อย่างคือ ความชันของลักษณะการส่องสว่างเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ในผงถึง 25 ในภาพยนตร์ - 1,000 สเปกตรัมในความเป็นจริง - สีถูกกำหนดโดยตัวกระตุ้นที่เพิ่มเข้าไปในสารเรืองแสง

ข้อเสียของอิมิตเตอร์อิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์รวมถึงพารามิเตอร์ที่หลากหลาย นอกจากนี้ความสว่างระหว่างการทำงานยังลดลงถึง 3 เท่าใน 4,000 ชั่วโมง แต่สิ่งนี้ใช้กับอิเล็กโทรลูมิโนฟอร์ตัวแรกที่มีอนุภาคขนาดใหญ่

อิเล็กโทรลูมิโนฟอร์ที่ทันสมัยล่าสุดมีขนาดอนุภาค 12-18 นาโนเมตร โดยความสว่างจะเพิ่มขึ้นเป็น 300 cd และความสว่างที่ลดลง 20% ในช่วง 40 ชั่วโมงแรกของการทำงานจะถูกควบคุมโดยพารามิเตอร์ของแหล่งจ่ายไฟ (ความถี่และแรงดันกระตุ้น) และอายุการใช้งานด้วยวิธีนี้ถึง 12,000 ชั่วโมง...

การออกแบบที่แตกต่างกันของอิเล็กโทรดทึบแสงทำให้สามารถแสดงข้อมูลในรูปแบบตัวอักษร สัญลักษณ์ และตัวเลขที่แตกต่างกันได้โดยใช้อิมิตเตอร์อิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์เพื่อสร้างบนสิ่งนี้ หน้าจอเมทริกซ์พิเศษ.

แผงอิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์ มีจำหน่ายเป็นฟิล์มบาง ๆ ของวัสดุอนินทรีย์หรือสารอินทรีย์ สีของการเรืองแสงของสารเรืองแสงที่เป็นผลึกขึ้นอยู่กับสิ่งเจือปนที่กระตุ้นโดยทั่วไปแผงดังกล่าวเป็นตัวเก็บประจุแบบแบนที่ป้อนด้วยแรงดันไฟฟ้า 60 ถึง 600 โวลต์ที่ได้จากตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าในตัว

เนื่องจากมีการใช้วัสดุที่เรืองแสงด้วยไฟฟ้า: III-V InP, GaAs, GaN (ใน LEDs), ซิงค์ซัลไฟด์ที่กระตุ้นด้วยเงินหรือทองแดงในรูปของผง (ให้แสงสีเขียวอมฟ้า) และเพื่อให้ได้แสงสีเหลืองส้ม สังกะสี ใช้ซัลไฟด์ se กระตุ้นโดยแมงกานีส

จอแสดงผลแบบเรืองแสงด้วยไฟฟ้า (ELD) — จอแสดงผลชนิดพิเศษที่สร้างขึ้นโดยชั้นของวัสดุอิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์ซึ่งประกอบด้วยสารเรืองแสงหรือผลึก GaAs ที่ผ่านกระบวนการพิเศษระหว่างตัวนำสองชั้น (ระหว่างอิเล็กโทรดอะลูมิเนียมบางและอิเล็กโทรดโปร่งใส) เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าสลับกับสายไฟ วัสดุเรืองแสงไฟฟ้าจะเริ่มเรืองแสง

แผง จอแสดงผล สายไฟ ฯลฯ - ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และแสงสว่าง ไฟส่องสว่างแบบใช้ไฟฟ้า… ทำหน้าที่ในแบ็คไลท์ของจอ LCD สเกลของอุปกรณ์ต่างๆ แป้นพิมพ์ และยังใช้สำหรับการออกแบบตกแต่งภูมิทัศน์และโครงสร้างทางสถาปัตยกรรมอีกด้วย

กราฟิกจากจอภาพเรืองแสงด้วยไฟฟ้า สังเคราะห์อักขระ โดดเด่นด้วยคุณภาพของภาพสูง คอนทราสต์ดี อัตราการรีเฟรชสูง และความไวต่ออุณหภูมิต่ำ เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้จึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการทหาร การแพทย์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ