Электролюминесценция

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск
Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Электрический свет

Электролюминесценция (EL) — род люминесценции, возбуждаемой электрическим полем. Оптико-электрическое явление, в котором происходит излучение света под действием электрического тока (потенциала). Наблюдается в газах, жидкостях и кристаллофосфорах, атомы или молекулы которых переходят в возбуждённое состояние в процессе электрического разряда. Примером электролюминесценции является Северное сияние, в котором поток заряженных частиц, испускаемых Солнцем, захватываются магнитным полем Земли и возбуждают свечение в верхних слоях атмосферы.

Жидкокристаллический монитор: без подсветки, и освещённый люминесцентной лампой (мультипликация).
Спектр синего/зеленого электролюминесцентного источника света для радиоприемника с таймером. Пиковая длина волны - 492 нм, спектральная полоса пропускания FWHM весьма широка, приблизительно 85 нм.

Электролюминесценция отличается от световой эмиссии, вызываемой высокой температурой (накалом), химической реакцией (хемилюминесценция), звуком (сонолюминесценция), или другими воздействиями (например, биолюминесценция, триболюминесценция - под действием трения...).

Механизм[править]

Электролюминесценция — результат излучающей перекомбинации en:Radiative_recombination электронов и дырок в полупроводниках. Возбуждённые электроны испускают энергию в виде фотонов. До перекомбинации, электроны и дырки разделены в результате добавок примесей en:Doping_(semiconductors), формирующими «p-n» зону (в полупроводнике электролюминесцентного устройства, типа en:LED), или через возбуждение — воздействием высокоэнергетических электронов, ускоренных сильным электрическим полем (как в электролюминесцентных показах в системах на базе фосфора en:Phosphor).

Электролюминесцентные материалы[править]

Электролюминесцентные устройства могут быть изготовлены из тонких плёнок органических или неорганических материалов. Тонкие слои плёнок содержат типовой полупроводник и добавки, которые определяют спектр испускаемого и видимого цвета. Полупроводник должен иметь достаточно широкую полосу пропускания, чтобы обеспечить выход света.

Часто используются неорганические (TFEL), например, ZnS:Mn даёт жёлто-оранжевую эмиссиию. Примеры диапазонов ЭЛ-материала включают:

  • Порошковый сульфид цинка, допированный медью или серебром;
  • Тонкие плёнки сульфида цинка, допированные марганцем;
  • Естественный синий алмаз (алмаз - бор);
  • Полупроводники типа III-V (InP, GaAs, GaN и др.);
  • Неорганические полупроводники типа [Ru(bpy)3]2+(PF6-)2, where bpy is 2,2'-bipyridine

Применение[править]

Электролюминесцентный ночник в операции (использует 0.08 W в 230 V, и датах с 1960; освещенный диаметр 59 мм)

Самые распространённые ЭЛ-устройства — порошоки, нанесенные на поверхность стекла (прежде всего их используют в люминесцентных источниках света), и тонкие плёнки (для информационных дисплеев.)

Электролюминесцентное автомобильное подсвечивание приборной панели, с указателем характеристик, где также применяется индивидуальный источник света, которое вошло в производство в 1960 Крайслера и Имперских легковых автомобилей, и было продолжено успешно на нескольких транспортных средствах Крайслера до 1967.

Освещение Sylvania Разделения в Салеме и Danvers, MA, произведенного и проданного ЭЛЬ вечерняя лампа (право), под торговой маркой Panelescent в примерно то же самое время, когда приборные панели Крайслера вошли в производство. Эти лампы оказались невероятно надежными, с некоторыми образцами, известными, которые сохранили свои функциональные возможности почти после 50 лет непрерывной эксплуатации. Позже в 1960-ых Электронное Разделение Систем Силвании в Needham, MA, развивало и изготовило несколько инструментов для Аполлона: Лунный Модуль Высаживающегося на берег и Команды, используя электролюминесцентные группы показа, изготовленные Электронным Разделением Трубы Силвании в Торговом центре, Пенсильвании. Raytheon, Садбери, MA, изготовил компьютер руководства Аполлона, который использовал Силванию электролюминесцентную группу показа как часть ее интерфейса клавиатуры показа (DSKY).

Порошковые электролюминесцентные группы на основе фосфора часто используются как лампы подсветки к жидкокристаллическим показам. Они с готовностью обеспечивают нежное, даже освещение ко всему показу, потребляя относительно небольшую электроэнергию. Это делает их удобными для устройств с батарейным питанием, типа пейджеров, наручные часы, и управляемые компьютером термостаты и их нежный зеленый цвет-голубой жар — общий вид в технологическом мире. Они действительно, однако, требуют относительно высокого напряжения (между 60 и 600 вт)[1]. Для устройств с батарейным питанием, это напряжение должно быть произведено кругооборотом конвертера в пределах устройства; этот конвертер часто заставляет создавать слышимые звуки: как скулить или звук сирены, в то время, когда лампа подсветки активизирована. Поскольку напряжение линии управляло устройствами, это может поставляться непосредственно от линии электропередачи. Электролюминесцентные ночники работают этим способом. Яркость со своими характеристиками увеличивается с увеличенным напряжением и частотой.[2]

Тонкая люминесцентная электролюминесценция плёнки была сначала коммерциализирована в течение 1980-ых Острой Корпорацией в Японии, Finlux (Внук Лохджа Аб) в Финляндии, и Плоские Системы в США. Здесь, яркая, длинная эмиссия света жизни достигнута в тонком желтом испускании плёнкой, легированной марганцово-цинковым материалом сульфида. Показы, используя эту технологию, были изготовлены для медицинского и транспортного средства, где прочность и широкие углы рассмотрения были критическими, и жидкокристаллические показы не были хорошо развиты. В 1992 Timex вводил его ЭЛЬ показ-Indiglo на некоторых часах.

Недавно синий, красный, и зеленый испускающий тонкий слой электролюминесцентных материалов был развит так, что создан потенциал для длинной жизни и полных цветных электролюминесцентных показов.

В любом случае, ЭЛЬ материал должен быть приложен между двумя электродами, и по крайней мере один электрод должен быть прозрачным, чтобы позволить спасение произведенного света. Стекло, покрытое окисью или оловянной окисью индия, обычно используется как передний (прозрачный) электрод, в то время как обратный электрод покрыт рефлексивным металлом. Дополнительно, другие прозрачные материалы проведения, типа углерода nanotube покрытия или PEDOT могут использоваться как передний электрод.

Заявления показа прежде всего пассивны (то есть, напряжения ведут от края показа, сравни который везут от транзистора на показе), Подобная тенденциям ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МОНИТОРА, также была Активная матрица ЭЛЬ (AMEL), и демонстрируемые показы были в случае, где была добавлена схема, чтобы продлить напряжения в каждом пикселе. Природа твердого тела TFEL учитывает очень бурное и с высокой разрешающей способностью показ изображений, изготовленными фотосенсорами на основе кремниевых материалов. Показы AMEL 1280x1024 в более чем 1000 линий на дюйм (lpi) демонстрировались консорциумом, включая Плоские Системы.[3]б[4]

Всемирная первая электролюминесцентная кампания доски объявлений, Канада, Зима 2005

Электролюминесцентные технологии имеют низкий расход энергии по сравнению с конкурирующими технологиями освещения, типа неоновых или флуоресцентных ламп. Это, вместе с малой толщиной материала, сделало ЭЛЬ технологию ценной в отрасли рекламы. Уместная рекламная продукция включает электролюминесцентные доски объявлений и признаки. ЭЛЬ изготовители в состоянии управлять точно иллюминатом листа, применяя электролюминесцентные технологии. Это дало рекламодателям способность создать более динамическое рекламирование, которое является все еще совместимым с традиционными методами рекламы.

1966 Приборная панель Зарядного устройства Уловки с электролюминесцентным освещением. Крайслер начал строить автомобили с ЭЛЬ освещением группы в течение образцового 1960 года.

В принципе, ЭЛЬ лампы могут быть сделаны в любом цвете. Однако, обычно-используемый зеленоватый цвет близко соответствует пиковой чувствительности человеческого видения, производя самую большую очевидную легкую продукцию для наименьшего количества входа электроэнергии. В отличие от неоновых и флуоресцентных ламп, ЭЛЬ лампы положительные (не отрицательные) устройства сопротивления, ичто исключает любую дополнительную схему для регулировки любого количества потока информации, текущей через ЭЛЬ-устройство.

См. также[править]

Ссылки[править]

  1. Donald G. Fink and H. Wayne Beaty, Standard Handbook for Electrical Engineers, Eleventh Edition,McGraw-Hill, New York, 1978, ISBN 0-07-020974-X pg22-28
  2. Fink 1978 p. 22-28
  3. Ron Khormaei, et al., "High Resolution Active Matrix Electroluminescent Display", Society for Information Display Digest, p. 137, 1994
  4. http://www.planar.com/advantages/whitepapers/docs/overview.pdf
Источники света (искусственного и естественного)
Источники искусственного света Источники естественного света
Вид излучения Название источника Вид излучения Название источника
Накаливания Лампа накаливанияГалогенная лампа Солнечное Солнце ([Видимый [свет]] • ИКУФ)
Флуоресцентные Люминесцентная лампаИндукционная лампаРтутная лампаЛампа чёрного света Лунное и других небесных тел свет планет, свет комет Луна (отражённые лучи солнца), планета, комета
Газоразрядные Лампы высокой интенсивностиНеоновая лампанатриевая газоразрядная лампаКсеноновая лампа-вспышкаГазосветные лампы Вулканическое Лава (Излучение расплавленных подземных пород при извержении вулкана)
Электродуговые Дуговая лампаКсеноновая дуговая лампаСвеча ЯблочковаМеталгалогенидная лампа Свечение Атмосферное Полярное сияние(свечение (люминесценции) верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра)
На сгорании Ацетиленовые лампыСвечиГазовая лампаКеросиновая лампаДруммондов светМасляные лампыЛучинаФакел Атмосферные электрические разряды Молния
Прочие Серная лампаСветодиоды (светодиодная лампаОрганический светодиод) Свет пожаров Лесной пожар,
Люминесценции ХемилюминесценцияРадиолюминесценцияСонолюминесценция Свет люминесценций в природе БиолюминесцентияХемилюминесценция
Осветительное оформление ПрожекторЛюстраТоршерБраЛампочка ИльичаMR16Фонарь (УличныйКарманный) • Взрывобезопасная лампаПлазменная лампаЭлектролюминесцентный проводЛавовая лампаОптическое волокно Свечение окисляющихся органических объектов и минералов Светящиеся браслетыАлмазХрустальКварц и др.