Elektroluminescente zenders: apparaat en werkingsprincipe, typen
Elektroluminescentie luminescentie genoemd, opgewekt door de werking van een elektrisch veld. Dit fenomeen doet zich voor in halfgeleiders en kristallijne fosforen - in dergelijke stoffen waarvan de moleculen of atomen in een aangeslagen toestand kunnen gaan wanneer er een elektrische stroom doorheen gaat of onder invloed van een aangelegd elektrisch veld.
In feite is elektroluminescentie het resultaat van de recombinatie van gaten en elektronen in een halfgeleider, waarin fotonen worden uitgezonden - de elektronen van de halfgeleider geven zo hun energie op. Voordat recombinatie begint, worden gaten en elektronen gescheiden. De scheiding wordt bereikt door hoogenergetische elektronen die worden verkregen door versnelling in een sterk elektrisch veld (in kristallijne fosforen van elektroluminescente panelen), of door het materiaal te activeren om een pn-overgang te produceren (zoals in leds). elektroluminofoor wordt gebruikt.
Poeder emitters werden voor het eerst ontwikkeld in 1952.Ze zijn een meerlagige structuur met aan de basis een plastic of glazen substraatplaat.
Het volgende wordt achtereenvolgens op de plaat aangebracht: een geleidende transparante elektrode gemaakt van metaaloxiden (SnO2, InO2, CdO), vervolgens een 25-100 μm laag elektroluminofoor, vervolgens een beschermende diëlektrische laag (SiO, SiO2 of vernis), vervolgens een ondoorzichtige metalen elektrode. Fosfor is zinksulfide of zinkselenide dat tot helderheid wordt geactiveerd door onzuiverheden van mangaan, koper of andere elementen.
Zinksulfide-polykristallen (kralen) worden aan elkaar geconjugeerd door organische harsen met een hoge diëlektrische constante. Daarom heeft de elektroluminescente poederstraler een wisselspanning nodig met een frequentie van 400 tot 1400 Hz met een excitatiespanning van 90 tot 140 volt.
Film elektroluminescente zenders, in tegenstelling tot poeder, bevatten tussen de elektroden een polykristallijne film van elektroluminescente fosfor met een dikte van ongeveer 0,2 μm, die wordt verkregen door thermische verdamping en vacuümdepositie.
In zo'n elektroluminofoor is er geen diëlektricum, daarom werken filmzenders met een constante spanning en is hun bedrijfsspanningsniveau lager dan dat van poeder - alleen van 20 tot 30 volt. Om het licht en de helderheid te vergroten en om de kleur te veranderen, wordt de fosfor van de film geactiveerd met zeldzame aardmetalen fluoridematerialen.
De drielaagse filmzender werd gemaakt in 1974. Het bevat twee isolerende films (Y2O3 en Si3N4) met een hoge diëlektrische constante.
De karakteristieke parameters van elektroluminescente emitters zijn: effectieve helderheid, kenmerk van helderheid, frequentieverandering in helderheid, afhankelijkheid van effectieve helderheid van de frequentie en het spectrum van uitgezonden licht.
De effectieve helderheid van de poederstralers wordt bepaald bij een bepaalde frequentie en waarde van de wisselstroomvoedingsspanning die overeenkomt met de stroomdichtheid.
De helderheidskarakteristiek weerspiegelt de spanningsafhankelijkheid van de helderheid; matrixschermen met een hoog contrast zijn gebouwd op basis van emitters met een zeer niet-lineaire karakteristiek.
Filmstralers bieden een hoger contrast en hogere resolutie dan poederstralers.De meervoudige veranderingen in luminantie - in feite - de steilheid van de luminantiekarakteristiek wanneer de voedingsspanning wordt verdubbeld; in poeder bereikt het 25, in film - 1000. Het spectrum, in feite - de kleur, wordt bepaald door activatoren die aan de fosfor worden toegevoegd.
Nadelen van elektroluminescente emitters zijn grote variaties in parameters. Bovendien neemt de helderheid tijdens hun werking tot 3 keer af in 4000 uur. Maar dit geldt voor de eerste elektroluminoforen met grote deeltjes.
De nieuwste moderne elektroluminoforen hebben deeltjesgrootten van 12-18 nm, daarmee neemt de helderheid toe tot 300 cd, en de afname van de helderheid met 20% gedurende de eerste 40 bedrijfsuren wordt geregeld door de voedingsparameters (frequentie en excitatiespanning) , en de operationele levensduur bereikt op deze manier 12000 uur...
Verschillende ontwerpen van ondoorzichtige elektroden maken verschillende alfabetische, symbolische en numerieke vormen van informatieweergave mogelijk met behulp van elektroluminescente zenders om hierop voort te bouwen speciale matrixschermen.
Elektroluminescente panelen zijn verkrijgbaar als dunne films van anorganische of organische materialen. De kleur van de gloed van kristallijne fosforen hangt af van de activerende onzuiverheid.In wezen is zo'n paneel een platte condensator die wordt gevoed door een spanning van 60 tot 600 volt die wordt verkregen uit een ingebouwde spanningsomvormer.
Als elektroluminescente materialen worden gebruikt: III-V InP, GaAs, GaN (in LED's), zinksulfide geactiveerd door zilver of koper in poedervorm (geeft een blauwgroene gloed), en om een geeloranje gloed te verkrijgen, zink gebruikt se sulfide geactiveerd door mangaan.
Elektroluminescente weergave (ELD) — een speciaal type beeldscherm dat wordt gecreëerd door een laag elektroluminescerend materiaal bestaande uit speciaal bewerkte fosfor- of GaAs-kristallen tussen twee geleiderlagen (tussen een dunne aluminiumelektrode en een transparante elektrode). Wanneer een wisselspanning op de draden wordt gezet, begint het elektroluminescente materiaal te gloeien.
Panelen, displays, draden, enz. — veel gebruikt in consumentenelektronica en verlichting elektroluminescente verlichtingen… Ze dienen in de achtergrondverlichting van LCD-schermen, schalen van verschillende apparaten, toetsenborden, en worden ook gebruikt voor decoratief ontwerp van landschappen en architecturale structuren.
Afbeeldingen van elektroluminescente schermen, karakters synthetiserend, gekenmerkt door hoge beeldkwaliteit, goed contrast, hoge verversingssnelheid en slechte gevoeligheid voor temperatuur. Vanwege deze eigenschappen worden ze gebruikt in de militaire, medische en andere industrieën.