Εκπομποί ηλεκτροφωταύγειας: συσκευή και αρχή λειτουργίας, τύποι

Ηλεκτροφωταύγεια που ονομάζεται φωταύγεια, που διεγείρεται από τη δράση ενός ηλεκτρικού πεδίου. Αυτό το φαινόμενο εμφανίζεται σε ημιαγωγούς και κρυσταλλικούς φώσφορους — σε τέτοιες ουσίες των οποίων τα μόρια ή τα άτομα είναι ικανά να περάσουν σε διεγερμένη κατάσταση όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από αυτούς ή υπό τη δράση ενός εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου.

Στην πραγματικότητα, η ηλεκτροφωταύγεια προκύπτει από τον ανασυνδυασμό οπών και ηλεκτρονίων σε έναν ημιαγωγό, στον οποίο εκπέμπονται φωτόνια—τα ηλεκτρόνια του ημιαγωγού δίνουν έτσι την ενέργειά τους. Πριν ξεκινήσει ο ανασυνδυασμός, οι οπές και τα ηλεκτρόνια διαχωρίζονται. Ο διαχωρισμός επιτυγχάνεται είτε με ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας που λαμβάνονται με επιτάχυνση σε ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο (σε κρυσταλλικούς φωσφόρους ηλεκτροφωταυγών πλαισίων), είτε με ενεργοποίηση του υλικού για την παραγωγή μιας ένωσης pn (όπως στα LED). χρησιμοποιείται ηλεκτροφωταύγεια.

Εκπομπές Σκόνης αναπτύχθηκαν για πρώτη φορά το 1952.Είναι μια πολυστρωματική κατασκευή, στη βάση της οποίας υπάρχει ένα πλαστικό ή γυάλινο υπόστρωμα-πλάκα.

Τα ακόλουθα εφαρμόζονται διαδοχικά στην πλάκα: ένα αγώγιμο διαφανές ηλεκτρόδιο από οξείδια μετάλλων (SnO2, InO2, CdO), στη συνέχεια ένα στρώμα ηλεκτροφωταύγειας 25-100 μm, μετά ένα προστατευτικό διηλεκτρικό στρώμα (SiO, SiO2 ή βερνίκι) και μετά ένα αδιαφανές μεταλλικό ηλεκτρόδιο. Ο φώσφορος είναι θειούχος ψευδάργυρος ή σεληνιούχος ψευδάργυρος που ενεργοποιείται σε φωτεινότητα από ακαθαρσίες μαγγανίου, χαλκού ή άλλων στοιχείων.

Οι πολυκρυστάλλοι θειούχου ψευδαργύρου (σφαιρίδια) συζευγνύονται μεταξύ τους με οργανικές ρητίνες με υψηλή διηλεκτρική σταθερά. Επομένως, για να λειτουργήσει, ο εκπομπός ηλεκτροφωταύγειας σκόνης απαιτεί εναλλασσόμενη τάση με συχνότητα 400 έως 1400 Hz με τάση διέγερσης 90 έως 140 βολτ.

Εκπομποί ηλεκτροφωταύγειας φιλμ, σε αντίθεση με τη σκόνη, περιέχουν μεταξύ των ηλεκτροδίων ένα πολυκρυσταλλικό φιλμ ηλεκτροφωταυγούς φωσφόρου με πάχος περίπου 0,2 μm, το οποίο λαμβάνεται με θερμική εξάτμιση και εναπόθεση υπό κενό.

Σε ένα τέτοιο ηλεκτροφωταύγεια, δεν υπάρχει διηλεκτρικό, επομένως οι εκπομποί φιλμ λειτουργούν με σταθερή τάση και το επίπεδο τάσης λειτουργίας τους είναι μικρότερο από αυτό των σκονών - μόνο από 20 έως 30 βολτ. Για να αυξηθεί το φως και η φωτεινότητα, καθώς και να αλλάξει το χρώμα, ο φώσφορος του φιλμ ενεργοποιείται με υλικά φθοριούχου σπάνιων γαιών.

Ο εκπομπός φιλμ τριών στρωμάτων δημιουργήθηκε το 1974. Περιέχει δύο μονωτικά φιλμ (Y2O3 και Si3N4) με υψηλή διηλεκτρική σταθερά.

Οι χαρακτηριστικές παράμετροι των εκπομπών ηλεκτροφωταύγειας είναι: αποτελεσματική φωτεινότητα, χαρακτηριστικό της φωτεινότητας, αλλαγή συχνότητας στη φωτεινότητα, εξάρτηση της ενεργού φωτεινότητας από τη συχνότητα και το φάσμα του εκπεμπόμενου φωτός.

Η αποτελεσματική φωτεινότητα των εκπομπών σκόνης προσδιορίζεται σε μια ορισμένη συχνότητα και τιμή της τάσης τροφοδοσίας εναλλασσόμενου ρεύματος που αντιστοιχεί στην πυκνότητα ρεύματος.

Το χαρακτηριστικό φωτεινότητας αντανακλά την εξάρτηση της φωτεινότητας από την τάση. Οι οθόνες matrix με υψηλή αντίθεση κατασκευάζονται με βάση εκπομπούς με πολύ μη γραμμικό χαρακτηριστικό.

Οι εκπομποί φιλμ παρέχουν υψηλότερη αντίθεση και ανάλυση από τους εκπομπούς σκόνης. σε σκόνη φτάνει τα 25, σε φιλμ — 1000. Το φάσμα, στην πραγματικότητα — το χρώμα, καθορίζεται από ενεργοποιητές που προστίθενται στο φώσφορο.

Τα μειονεκτήματα των εκπομπών ηλεκτροφωταύγειας περιλαμβάνουν μεγάλες διακυμάνσεις στις παραμέτρους. Επιπλέον, η φωτεινότητα κατά τη λειτουργία τους μειώνεται έως και 3 φορές σε 4000 ώρες. Αυτό όμως ισχύει για τα πρώτα ηλεκτροφωταύγεια με μεγάλα σωματίδια.

Τα τελευταία σύγχρονα ηλεκτροφωταύγεια έχουν μεγέθη σωματιδίων 12-18 nm, με αυτά η φωτεινότητα αυξάνεται στα 300 cd και η μείωση της φωτεινότητας κατά 20% κατά τις πρώτες 40 ώρες λειτουργίας ρυθμίζεται από τις παραμέτρους τροφοδοσίας (συχνότητα και τάση διέγερσης) , και η λειτουργική ζωή με αυτόν τον τρόπο φτάνει τις 12000 ώρες...

Διαφορετικά σχέδια αδιαφανών ηλεκτροδίων επιτρέπουν την επίτευξη διαφορετικών αλφαβητικών, συμβολικών και αριθμητικών μορφών απεικόνισης πληροφοριών χρησιμοποιώντας εκπομπούς ηλεκτροφωταύγειας για να βασιστεί σε αυτό ειδικές οθόνες matrix.

Ηλεκτροφωταύγεια πάνελ διατίθενται ως λεπτές μεμβράνες ανόργανων ή οργανικών υλικών. Το χρώμα της λάμψης των κρυσταλλικών φωσφόρων εξαρτάται από την ενεργοποίηση της ακαθαρσίας.Βασικά, ένας τέτοιος πίνακας είναι ένας επίπεδος πυκνωτής που τροφοδοτείται από μια τάση 60 έως 600 βολτ που λαμβάνεται από έναν ενσωματωμένο μετατροπέα τάσης.

Ως ηλεκτροφωταύγεια υλικά χρησιμοποιούνται: III-V InP, GaAs, GaN (σε LED), θειούχος ψευδάργυρος που ενεργοποιείται από ασήμι ή χαλκό σε μορφή σκόνης (δίνει μια γαλαζοπράσινη λάμψη) και για να αποκτήσει μια κιτρινοπορτοκαλί λάμψη, ψευδάργυρος χρησιμοποιεί θειούχο se που ενεργοποιείται από μαγγάνιο.

Ηλεκτροφωταύγεια οθόνη (ELD) — ειδικός τύπος οθόνης που δημιουργείται από ένα στρώμα ηλεκτροφωταυγούς υλικού που αποτελείται από ειδικά επεξεργασμένους κρυστάλλους φωσφόρου ή GaAs μεταξύ δύο στρωμάτων αγωγού (μεταξύ ενός λεπτού ηλεκτροδίου αλουμινίου και ενός διαφανούς ηλεκτροδίου). Όταν εφαρμόζεται εναλλασσόμενη τάση στα καλώδια, το ηλεκτροφωταυγές υλικό αρχίζει να λάμπει.

Πίνακες, οθόνες, καλώδια κ.λπ. — χρησιμοποιείται ευρέως σε ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης και φωτισμό ηλεκτροφωταυγείς φωτιστές… Χρησιμεύουν στον οπίσθιο φωτισμό οθονών LCD, κλίμακες διαφόρων συσκευών, πληκτρολόγια και χρησιμοποιούνται επίσης για διακοσμητικό σχεδιασμό τοπίων και αρχιτεκτονικών κατασκευών.

Γραφικά από ηλεκτροφωταύγεια οθόνες, σύνθεση χαρακτήρων, που χαρακτηρίζονται από υψηλή ποιότητα εικόνας, καλή αντίθεση, υψηλό ρυθμό ανανέωσης και κακή ευαισθησία στη θερμοκρασία. Λόγω αυτών των ιδιοτήτων, χρησιμοποιούνται στη στρατιωτική, ιατρική και άλλες βιομηχανίες.