Pemancar elektroluminesen: perangkat dan prinsip operasi, tipe

Elektroluminesensi disebut pendaran, terangsang oleh aksi medan listrik. Fenomena ini terjadi pada semikonduktor dan fosfor kristal - dalam zat yang molekul atau atomnya mampu masuk ke keadaan tereksitasi ketika arus listrik melewatinya atau di bawah aksi medan listrik yang diterapkan.

Faktanya, hasil elektroluminesensi dari rekombinasi lubang dan elektron dalam semikonduktor, di mana foton dipancarkan—elektron semikonduktor sehingga melepaskan energinya. Sebelum rekombinasi dimulai, lubang dan elektron dipisahkan. Pemisahan dicapai baik oleh elektron berenergi tinggi yang diperoleh dengan percepatan dalam medan listrik yang kuat (dalam fosfor kristal panel electroluminescent), atau dengan mengaktifkan bahan untuk menghasilkan sambungan pn (seperti dalam LED). elektroluminofor digunakan.

Pemancar bubuk pertama kali dikembangkan pada tahun 1952.Mereka adalah struktur berlapis-lapis, di dasarnya ada pelat substrat plastik atau kaca.

Berikut ini diterapkan secara berurutan pada pelat: elektroda transparan konduktif yang terbuat dari oksida logam (SnO2, InO2, CdO), kemudian lapisan elektroluminofor 25-100 μm, kemudian lapisan dielektrik pelindung (SiO, SiO2 atau pernis), kemudian lapisan elektroda logam buram. Fosfor adalah seng sulfida atau seng selenida yang diaktifkan menjadi terang oleh pengotor mangan, tembaga, atau elemen lainnya.

Polikristal seng sulfida (manik-manik) terkonjugasi satu sama lain oleh resin organik dengan konstanta dielektrik yang tinggi. Oleh karena itu, untuk mengoperasikannya, emitor electroluminescent bubuk membutuhkan tegangan bolak-balik dengan frekuensi 400 hingga 1400 Hz dengan tegangan eksitasi 90 hingga 140 volt.

Pemancar film electroluminescent, tidak seperti bubuk, mengandung di antara elektroda film polikristalin dari fosfor electroluminescent dengan ketebalan sekitar 0,2 μm, yang diperoleh dengan penguapan termal dan pengendapan vakum.

Dalam elektroluminofor seperti itu, tidak ada dielektrik, oleh karena itu pemancar film bekerja pada voltase konstan, dan level voltase pengoperasiannya lebih rendah dari pada bubuk - hanya dari 20 hingga 30 volt. Untuk meningkatkan cahaya dan kecerahan, serta mengubah warna, fosfor film diaktifkan dengan bahan fluorida tanah jarang.

Emitor film tiga lapis dibuat pada tahun 1974. Ini berisi dua film isolasi (Y2O3 dan Si3N4) dengan konstanta dielektrik yang tinggi.

Parameter karakteristik emitter electroluminescent adalah: kecerahan efektif, karakteristik kecerahan, perubahan frekuensi kecerahan, ketergantungan kecerahan efektif pada frekuensi dan spektrum cahaya yang dipancarkan.

Kecerahan efektif penghasil bubuk ditentukan pada frekuensi dan nilai tertentu dari tegangan suplai arus bolak-balik yang sesuai dengan kerapatan arus.

Karakteristik kecerahan mencerminkan ketergantungan tegangan pada kecerahan; layar matriks dengan kontras tinggi dibangun berdasarkan emitor dengan karakteristik yang sangat non-linear.

Pemancar film memberikan kontras dan resolusi yang lebih tinggi daripada penghasil bubuk Beberapa perubahan dalam luminans — sebenarnya — kecuraman karakteristik luminans saat tegangan suplai digandakan; dalam bubuk mencapai 25, dalam film - 1000. Spektrum, sebenarnya - warna, ditentukan oleh aktivator yang ditambahkan ke fosfor.

Kerugian dari emitter electroluminescent termasuk variasi parameter yang besar. Selain itu, kecerahan selama pengoperasiannya berkurang hingga 3 kali lipat dalam 4000 jam. Tapi ini berlaku untuk elektroluminofor pertama dengan partikel besar.

Electroluminophores modern terbaru memiliki ukuran partikel 12-18 nm, dengan kecerahan meningkat menjadi 300 cd, dan penurunan kecerahan sebesar 20% selama 40 jam pertama operasi diatur oleh parameter catu daya (frekuensi dan tegangan eksitasi) , dan masa operasional dengan cara ini mencapai 12000 jam...

Desain yang berbeda dari elektroda buram memungkinkan berbagai bentuk tampilan informasi abjad, simbolik, dan numerik untuk dicapai dengan menggunakan pemancar electroluminescent untuk membangun ini. layar matriks khusus.

Panel elektroluminesen tersedia sebagai film tipis dari bahan anorganik atau organik. Warna cahaya fosfor kristal bergantung pada pengaktifan pengotor.Pada dasarnya, panel semacam itu adalah kapasitor datar yang diberi tegangan 60 hingga 600 volt yang diperoleh dari konverter tegangan bawaan.

Sebagai bahan electroluminescent digunakan: III-V InP, GaAs, GaN (dalam LED), seng sulfida yang diaktifkan oleh perak atau tembaga dalam bentuk bubuk (memberikan cahaya biru-hijau), dan untuk mendapatkan cahaya kuning-oranye, seng menggunakan se sulfida yang diaktifkan oleh mangan.

Layar Elektroluminesen (ELD) — jenis tampilan khusus yang dibuat oleh lapisan bahan electroluminescent yang terdiri dari kristal fosfor atau GaAs yang diproses secara khusus di antara dua lapisan konduktor (antara elektroda aluminium tipis dan elektroda transparan). Ketika tegangan bolak-balik diterapkan ke kabel, bahan electroluminescent mulai bersinar.

Panel, layar, kabel, dll. — banyak digunakan dalam elektronik konsumen dan pencahayaan iluminator electroluminescent… Mereka berfungsi sebagai lampu latar layar LCD, timbangan berbagai perangkat, keyboard, dan juga digunakan untuk desain dekoratif lanskap dan struktur arsitektur.

Grafik dari tampilan electroluminescent, mensintesis karakter, dicirikan oleh kualitas gambar yang tinggi, kontras yang baik, kecepatan refresh yang tinggi, dan sensitivitas yang buruk terhadap suhu. Karena sifat-sifat ini, mereka digunakan dalam industri militer, medis, dan lainnya.