इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट एमिटर: डिव्हाइस आणि ऑपरेशनचे सिद्धांत, प्रकार

इलेक्ट्रोल्युमिनेसन्स विद्युत क्षेत्राच्या क्रियेने उत्तेजित याला ल्युमिनेसेन्स म्हणतात. ही घटना अर्धसंवाहक आणि स्फटिकासारखे फॉस्फरमध्ये आढळते - अशा पदार्थांमध्ये ज्यांचे रेणू किंवा अणू उत्तेजित अवस्थेत जाण्यास सक्षम असतात जेव्हा विद्युत प्रवाह त्यांच्यामधून जातो किंवा लागू विद्युत क्षेत्राच्या कृती अंतर्गत.

खरं तर, सेमीकंडक्टरमधील छिद्र आणि इलेक्ट्रॉनच्या पुनर्संयोजनामुळे इलेक्ट्रोल्युमिनेसेन्सचा परिणाम होतो, ज्यामध्ये फोटॉन उत्सर्जित होतात-सेमीकंडक्टरचे इलेक्ट्रॉन अशा प्रकारे त्यांची ऊर्जा सोडून देतात. पुनर्संयोजन सुरू होण्यापूर्वी, छिद्र आणि इलेक्ट्रॉन वेगळे केले जातात. पृथक्करण एकतर मजबूत विद्युत क्षेत्रामध्ये (इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट पॅनेलच्या स्फटिकासारखे फॉस्फरमध्ये) प्रवेग करून प्राप्त केलेल्या उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनद्वारे किंवा pn जंक्शन (एलईडी प्रमाणे) तयार करण्यासाठी सामग्री सक्रिय करून प्राप्त केले जाते. इलेक्ट्रोल्युमिनोफोर वापरला जातो.

पावडर उत्सर्जक प्रथम 1952 मध्ये विकसित केले गेले.ते एक बहुस्तरीय रचना आहेत, ज्याच्या पायथ्याशी प्लास्टिक किंवा ग्लास सब्सट्रेट-प्लेट आहे.

खालील क्रमाने प्लेटवर लागू केले जाते: मेटल ऑक्साईड (SnO2, InO2, CdO) पासून बनविलेले प्रवाहकीय पारदर्शक इलेक्ट्रोड, नंतर इलेक्ट्रोलुमिनोफोरचा 25-100 μm थर, नंतर एक संरक्षक डायलेक्ट्रिक थर (SiO, SiO2 किंवा वार्निश), नंतर एक अपारदर्शक धातू इलेक्ट्रोड. फॉस्फरस हे झिंक सल्फाइड किंवा झिंक सेलेनाइड आहे जे मॅंगनीज, तांबे किंवा इतर घटकांच्या अशुद्धतेमुळे चमकण्यासाठी सक्रिय केले जाते.

झिंक सल्फाइड पॉलीक्रिस्टल्स (मणी) उच्च डायलेक्ट्रिक स्थिरांक असलेल्या सेंद्रिय रेजिनद्वारे एकमेकांशी जोडलेले असतात. म्हणून, ऑपरेट करण्यासाठी, पावडर इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट एमिटरला 90 ते 140 व्होल्ट्सच्या उत्तेजना व्होल्टेजसह 400 ते 1400 हर्ट्झच्या वारंवारतेसह एक वैकल्पिक व्होल्टेज आवश्यक आहे.

फिल्म इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट उत्सर्जक, पावडरच्या विपरीत, इलेक्ट्रोड्समध्ये सुमारे 0.2 μm जाडीसह इलेक्ट्रोड्युमिनेसेंट फॉस्फरची पॉलीक्रिस्टलाइन फिल्म असते, जी थर्मल बाष्पीभवन आणि व्हॅक्यूम डिपॉझिशनद्वारे प्राप्त होते.

अशा इलेक्ट्रोलुमिनोफोरमध्ये डायलेक्ट्रिक नसते, म्हणून फिल्म उत्सर्जक स्थिर व्होल्टेजवर कार्य करतात आणि त्यांची ऑपरेटिंग व्होल्टेज पातळी पावडरपेक्षा कमी असते - फक्त 20 ते 30 व्होल्ट्सपर्यंत. प्रकाश आणि चमक वाढवण्यासाठी, तसेच रंग बदलण्यासाठी, फिल्मचे फॉस्फर दुर्मिळ पृथ्वी फ्लोराइड सामग्रीसह सक्रिय केले जाते.

थ्री-लेअर फिल्म एमिटर 1974 मध्ये तयार करण्यात आला होता. यात उच्च डायलेक्ट्रिक स्थिरांकासह दोन इन्सुलेट फिल्म्स (Y2O3 आणि Si3N4) आहेत.

इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट एमिटरचे वैशिष्ट्यपूर्ण मापदंड आहेत: प्रभावी ब्राइटनेस, ब्राइटनेसचे वैशिष्ट्य, ब्राइटनेसमधील वारंवारता बदल, उत्सर्जित प्रकाशाच्या वारंवारता आणि स्पेक्ट्रमवर प्रभावी ब्राइटनेसचे अवलंबन.

पावडर उत्सर्जकांची प्रभावी चमक वर्तमान घनतेशी संबंधित पर्यायी वर्तमान पुरवठा व्होल्टेजच्या विशिष्ट वारंवारता आणि मूल्यानुसार निर्धारित केली जाते.

ब्राइटनेस वैशिष्ट्य ब्राइटनेसचे व्होल्टेज अवलंबित्व प्रतिबिंबित करते; उच्च कॉन्ट्रास्टसह मॅट्रिक्स स्क्रीन अत्यंत नॉन-लाइनर वैशिष्ट्यांसह उत्सर्जकांच्या आधारे तयार केल्या जातात.

फिल्म उत्सर्जक पावडर उत्सर्जकांपेक्षा उच्च कॉन्ट्रास्ट आणि रिझोल्यूशन प्रदान करतात. ल्युमिनन्समधील बहुविध बदल-खरेतर- पुरवठा व्होल्टेज दुप्पट झाल्यावर ल्युमिनन्सची तीव्रता वैशिष्ट्यपूर्ण असते; पावडरमध्ये ते 25 पर्यंत पोहोचते, फिल्ममध्ये - 1000. स्पेक्ट्रम, खरं तर - रंग, फॉस्फरमध्ये जोडलेल्या अॅक्टिव्हेटर्सद्वारे निर्धारित केला जातो.

इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट एमिटरच्या तोट्यांमध्ये पॅरामीटर्समध्ये मोठ्या फरकांचा समावेश होतो. याव्यतिरिक्त, त्यांच्या ऑपरेशन दरम्यान चमक 4000 तासांमध्ये 3 वेळा कमी होते. परंतु हे मोठ्या कणांसह पहिल्या इलेक्ट्रोलुमिनोफोर्सवर लागू होते.

नवीनतम आधुनिक इलेक्ट्रोलुमिनोफोर्समध्ये कण आकार 12-18 एनएम असतो, त्यांच्यासह ब्राइटनेस 300 सीडी पर्यंत वाढते आणि ऑपरेशनच्या पहिल्या 40 तासांमध्ये ब्राइटनेस 20% ने कमी होणे वीज पुरवठा पॅरामीटर्स (वारंवारता आणि उत्तेजना व्होल्टेज) द्वारे नियंत्रित केले जाते. , आणि अशा प्रकारे ऑपरेशनल लाइफ 12000 तासांपर्यंत पोहोचते...

अपारदर्शक इलेक्ट्रोड्सच्या वेगवेगळ्या डिझाईन्समुळे यावर तयार करण्यासाठी इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट एमिटर वापरून माहिती प्रदर्शनाचे वेगवेगळे वर्णमाला, प्रतीकात्मक आणि संख्यात्मक स्वरूप प्राप्त केले जाऊ शकतात. विशेष मॅट्रिक्स स्क्रीन.

इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट पॅनेल अजैविक किंवा सेंद्रिय पदार्थांच्या पातळ फिल्म्स म्हणून उपलब्ध आहेत. स्फटिक फॉस्फरच्या चमकाचा रंग सक्रिय होणाऱ्या अशुद्धतेवर अवलंबून असतो.मूलभूतपणे, असे पॅनेल अंगभूत व्होल्टेज कन्व्हर्टरमधून मिळवलेल्या 60 ते 600 व्होल्टच्या व्होल्टेजद्वारे दिलेला फ्लॅट कॅपेसिटर आहे.

इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट सामग्री वापरली जाते म्हणून: III-V InP, GaAs, GaN (LEDs मध्ये), चांदी किंवा तांब्याद्वारे पावडरच्या स्वरूपात सक्रिय केलेले झिंक सल्फाइड (निळा-हिरवा चमक देते), आणि पिवळा-नारिंगी चमक मिळविण्यासाठी, जस्त मॅंगनीजद्वारे सक्रिय केलेले से सल्फाइड वापरते.

इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट डिस्प्ले (ELD) - कंडक्टरच्या दोन स्तरांमध्ये (पातळ अॅल्युमिनियम इलेक्ट्रोड आणि पारदर्शक इलेक्ट्रोड दरम्यान) विशेष प्रक्रिया केलेल्या फॉस्फर किंवा GaAs क्रिस्टल्स असलेल्या इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट सामग्रीच्या थराने तयार केलेला एक विशेष प्रकारचा डिस्प्ले. जेव्हा तारांवर पर्यायी व्होल्टेज लावला जातो, तेव्हा इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट सामग्री चमकू लागते.

पॅनेल, डिस्प्ले, वायर इ. - ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स आणि प्रकाशात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट प्रदीपक… ते एलसीडी डिस्प्ले, विविध उपकरणांचे स्केल, कीबोर्डच्या बॅकलाइटमध्ये काम करतात आणि लँडस्केप आणि आर्किटेक्चरल स्ट्रक्चर्सच्या सजावटीच्या डिझाइनसाठी देखील वापरले जातात.

उच्च प्रतिमेची गुणवत्ता, चांगला कॉन्ट्रास्ट, उच्च रीफ्रेश दर आणि तापमानासाठी खराब संवेदनशीलता द्वारे वैशिष्ट्यीकृत, इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट डिस्प्ले, संश्लेषित वर्णांचे ग्राफिक्स. या गुणधर्मांमुळे, ते सैन्य, वैद्यकीय आणि इतर उद्योगांमध्ये वापरले जातात.