Электролюминесценция - Electroluminescence

А көзқарастары сұйық кристалды дисплей, электролюминесцентті артқы жарық қосулы да (жоғарыда) да, сөндірулі де (төменде)

Электролюминесценция (EL) болып табылады оптикалық құбылыс және электрлік құбылыс онда материал анның өтуіне жауап ретінде жарық шығарады электр тоғы немесе мықтыға электр өрісі. Бұл ерекше қара дене жарық сәулеленуі жылу нәтижесінде пайда болады (қыздыру ), химиялық реакция (химилюминесценция ), дыбыс (сонолюминесценция ) немесе басқа механикалық әсер (механолюминесценция ).

Механизм

Көк-жасыл электролюминесцентті жарық көзінің спектрі сағат радиосы үшін (жоғарыдағы суретте көрсетілгенге ұқсас). Толқын ұзындығы 492 нм, ал FWHM спектрлік өткізу қабілеті шамамен 85 нм.

Электролюминесценция - нәтижесі радиациялық рекомбинация туралы электрондар & тесіктер материалда, әдетте а жартылай өткізгіш. Қозған электрондар өз энергиясын қалай шығарады фотондар - жарық. Рекомбинацияға дейін электрондар мен тесіктерді бір-бірінен бөлуге болады допинг қалыптастыру үшін материал p-n түйісуі (сияқты жартылай өткізгіш электролюминесцентті құрылғыларда жарық диодтары ) немесе күшті электр өрісі арқылы үдетілген жоғары энергиялы электрондардың әсерінен қозу арқылы ( фосфор жылы электролюминесценттік дисплейлер ).

Жақында көрсетілгендей, күн батареясы жарықтан электр қуатына (жақсартылған ашық тізбектегі кернеу) тиімділікті жоғарылатады, сонымен қатар электрден жарыққа (ЭЛ) тиімділікті жақсартады.[1]

Электролюминесцентті материалдардың мысалдары

Электролюминесцентті құрылғылар органикалық немесе бейорганикалық электролюминесцентті материалдарды қолдану арқылы жасалады. Белсенді материалдар, әдетте, жарықтың шығуын қамтамасыз ететін жеткілікті кең өткізгіштігі бар жартылай өткізгіштер болып табылады.

ЕЛ (TFEL) бейорганикалық жұқа қабықшаларға ең тәні - сары-қызғылт-сары шығарындысы бар ZnS: Mn. EL материалының ауқымының мысалдары:

Практикалық іске асыру

Ең көп таралған электролюминесценттік (EL) құрылғылары ұнтақтан тұрады (негізінен жарықтандыруда қолданылады) немесе жұқа қабықшалар (ақпаратты көрсету үшін.)

LEC

Жарық беретін конденсатор, немесе LEC, бұл кем дегенде 1961 жылдан бастап қолданылатын термин[2] электролюминесцентті панельдерді сипаттау. General Electric әлі күнге дейін жасалынған тегіс электролюминесцентті панельдерге 1938 жылдан бастап патенттері бар түнгі шамдар және артқы жарықтар құралдар панелі көрсетеді. Электролюминесцентті панельдер - бұл а конденсатор қайда диэлектрик сыртқы плиталар арасында а фосфор бұл нәтиже береді фотондар конденсатор зарядталған кезде. Контактілердің бірін мөлдір етіп, үлкен аймақ жарық шығарады.[3]

Электрлік люминесцентті автомобиль панелінің артқы жарығы, әр көрсеткіштің жеке жарық көзі, 1960 жылы шығарылған Chrysler және Imperial жеңіл автомобильдерінде және 1967 жылға дейін бірнеше Chrysler көліктерінде сәтті жалғасын тапты.

Түнгі шамдар

Салем және Данверстегі Сильвания жарықтандыру бөлімі, MA, сауда түнімен EL түнгі шамын шығарды және сатты (оң жақта) Панельді шамамен Chrysler аспаптық панельдері өндіріске енген сол уақытта. Бұл шамдар өте сенімді болып шықты, олардың кейбір үлгілері шамамен 50 жыл үздіксіз жұмыс істегеннен кейін де жұмыс істейтіні белгілі. Кейінірек 1960-шы жылдары Сильванияның Нидхэмдегі Электрондық жүйелер бөлімі Аполлон Ай Ландеріне және командалық модульге арналған бірнеше құралдарды жасап шығарды. электролюминесценттік дисплей панельдер - Эмпориум, Пенсильваниядағы Сильванияның электронды түтік бөлімі. Рэйтеон, Садбери, MA, өндірілген Аполлонға басшылық беретін компьютер дисплей-клавиатуралық интерфейстің (DSKY) бөлігі ретінде Sylvania электролюминесцентті дисплей тақтасын қолданды.

Артқы жарық

Электролюминесцентті жарықтандырылған сандық СКИ сағаты.

Ұнтақ фосфор негізіндегі электролюминесцентті панельдер артқы жарық ретінде жиі қолданылады сұйық кристалды дисплейлер. Олар электр қуатын салыстырмалы түрде аз жұмсап, бүкіл дисплейге жұмсақ, тіпті жарық береді. Бұл оларды пейджерлер, қол сағаттары және компьютермен басқарылатын термостаттар сияқты батареямен жұмыс істейтін құрылғыларға ыңғайлы етеді, ал олардың жасыл-көгілдір сәулесі технологиялық әлемде кең таралған. Олар салыстырмалы түрде жоғары кернеуді қажет етеді (60-тан 600 вольтке дейін).[4] Батареямен жұмыс жасайтын құрылғылар үшін бұл кернеу құрылғы ішіндегі түрлендіргіш схемасы арқылы жасалуы керек. Бұл түрлендіргіш көбінесе артқы жарық қосулы кезде естілетін қыңқылдайды немесе сирена шығарады. Желілік кернеуде жұмыс істейтін құрылғылар үшін оны тікелей электр желісінен беру мүмкін. Электролюминесцентті түнгі шамдар осы тәртіпте жұмыс істейді. Бірліктің жарықтылығы кернеу мен жиіліктің жоғарылауымен жоғарылайды.[4]

Жіңішке пленка фосфор электролюминесценциясы алғаш рет 1980 жылдары коммерцияланған Sharp Corporation Жапонияда, Финлюкс (Oy Lohja Ab) Финляндияда және Планарлық жүйелер АҚШ-та Бұл құрылғыларда жарқын, ұзақ қызмет ететін жарық сәулесі жұқа қабықшалы сары шығаратын марганец қоспасы бар мырыш сульфидті материалда қол жеткізіледі. Осы технологияны қолданатын дисплейлер медициналық және көлік құралдарына арналған, онда кедір-бұдырлық пен кең көру бұрышы шешуші болған, ал сұйық кристалды дисплейлер жақсы дамымаған. 1992 жылы, Timex оны енгізді Индигло Кейбір сағаттарда EL дисплейі.

Жақында ұзақ өмір сүруге және толық түсті электролюминесцентті дисплейге мүмкіндік беретін көк, қызыл және жасыл сәуле шығаратын жұқа пленкалы материалдар жасалды.

Кез-келген жағдайда, EL материалы екі электродтың арасында орналасуы керек және кем дегенде бір электрод жарық шығаруға мүмкіндік беру үшін мөлдір болуы керек. Шыны қапталған индий қалайы оксиді әдетте алдыңғы (мөлдір) электрод ретінде қолданылады, ал артқы электрод шағылыстыратын металмен қапталған. Сонымен қатар, басқа ашық өткізгіш материалдар, мысалы көміртекті нанотүтік жабындар немесе ПЕДОТ алдыңғы электрод ретінде қолдануға болады.

Дисплей қосымшалары ең алдымен пассивті болып табылады (яғни, кернеу дисплейдің шетінен қозғалады, мысалы, дисплейдегі транзистордан шығарылады). Сұйық кристалды трендтерге ұқсас Active Matrix EL (AMEL) дисплейлері де болды, мұнда әрбір пиксельдегі кернеулерді ұзарту үшін схемалар қосылады. TFEL-дің қатты күйіндегі табиғаты кремний субстраттарында да жасалған өте берік және жоғары ажыратымдылықты дисплейге мүмкіндік береді. 1280x1024 AMEL дисплейлерін дюйміне 1000 сызықтан жоғары (lpi) консорциум көрсетті, соның ішінде Planar Systems.[5][6]

Әлемдегі алғашқы электролюминесцентті билбордтық науқан, Канада, 2005 жылдың қысы

Электролюминесцентті технологиялар бәсекеге қабілетті жарықтандыру технологияларымен салыстырғанда аз қуатты пайдаланады, мысалы, неон немесе люминесцентті лампалар. Бұл материалдың жұқа болуымен бірге EL технологиясын жарнама индустриясы үшін құнды етті. Тиісті жарнамалық қосымшаларға электролюминесценттік билбордтар мен белгілер жатады. EL өндірушілері электролюминесцентті парақтың қай аумақтарын және қашан жарықтандыратынын дәл басқара алады. Бұл жарнама берушілерге дәстүрлі жарнама кеңістігімен үйлесімді динамикалық жарнама жасауға мүмкіндік берді.

EL фильмі деп аталады Ламбертиан радиаторы: неонды шамдар, жіп тәрізді шамдар немесе жарық диодты шамдардан айырмашылығы, барлық жағынан жарықтың беткі қабаты бірдей болып көрінеді; электролюминесценттік жарық бағыттылыққа ие емес, сондықтан люмендермен немесе люкспен өлшенген (жылу) жарық көздерімен салыстыру қиын. Беткі қабаттан шыққан жарық біртекті және оны көз жақсы қабылдайды. EL пленкасы өте тар өткізу қабілеті бар, біркелкі және үлкен қашықтықтан көрінетін бір жиілікті (монохроматикалық) жарық шығарады.

1966 Dodge зарядтағыш электролюминесцентті жарықтандырылған аспаптық панель. Chrysler 1960 жылы модельді EL панельдік жарықтандырумен алғаш рет шығарған автомобильдер.

Негізінде EL шамдары кез-келген түсте жасалуы мүмкін. Алайда, жиі қолданылатын жасыл түс адам көру қабілетінің ең жоғары сезімталдығына сәйкес келеді және ең аз электр қуаты үшін ең үлкен жарық шығарады. Неонды және люминесцентті лампалардан айырмашылығы, EL шамдары жоқ теріс қарсылық олар арқылы өтетін ток мөлшерін реттеу үшін қосымша схема қажет емес, сондықтан жаңа технология жетекші жиілікке байланысты 600-ден 400нм-ге дейін жарық шығаратын мультиспектральды фосфорларға негізделген; бұл ELA aqua парағымен көрінетін, бірақ үлкен көлемде түс өзгертетін әсерге ұқсас.

Электролюминесцентті жарықтандыру қазіргі уақытта әуе тұрғысынан айқын көріну үшін көлік құралдарының төбесінде әріптік-цифрлық белгілерді қамтитын қоғамдық қауіпсіздікті анықтауға арналған қосымша ретінде қолданылады.[7]

Электролюминесцентті жарықтандыру, әсіресе электролюминесцентті сым (EL сым), киімге жол ашты, өйткені көптеген дизайнерлер бұл технологияны ойын-сауық және түнгі өмір индустриясына әкелді.[8]

Инженерлер электролюминесцентті «теріні» ойлап тапты, ол жарық шығарғанда өзінің бастапқы өлшемінен алты еседен артық созыла алады. Бұл гипер-серпімді жарық шығаратын конденсатор (HLEC) бұрын тексерілген созылатын дисплейлердің кернеуінен екі еседен артық шыдай алады. Ол оқшаулағыш эластомер парағын сэндвич ететін мөлдір гидрогель электродтарының қабаттарынан тұрады. Эластомер созылған, шиыршықталған немесе басқа деформацияланған кезде жарықтық пен сыйымдылықты өзгертеді. 480% -дан жоғары штамм кезінде жарық шығару қабілетіне қосымша, HLEC тобының интеграцияланған қабілеті жұмсақ робот жүйе. Үш алты қабатты HLEC панельдері біріктіріліп, жұмсақ робот жасайтын, жоғарғы төрт қабаты жарық қабатын, ал төменгі бөлігі екі пневматикалық жетекті құрайды. Бұл жаңалық денсаулық сақтау, көлік, электронды байланыс және басқа салаларда айтарлықтай жетістіктерге әкелуі мүмкін.[9]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Рэгуз, Джон (15 сәуір, 2015). «Электролюминесценцияның жұқа қабықшалы CdTe күн ұяшықтарынан шыққан ашық түсті кернеулермен өзара байланысы». Фотоэлектрлік журнал. 5 (4): 1175–1178. дои:10.1109 / JPHOTOV.2015.2417761.
  2. ^ Ұлттық электроника конференциясының материалдары, 17 том, Ұлттық инженерлік конференция, Инк., 1961; 328 бет
  3. ^ Раймонд Кейн, Хайнц Сат, Шамдардағы революция: 50 жылдық прогресс хроникасы, 2-ші басылым., Fairmont Press, Inc., 2001 ж ISBN  0881733784, 122–124 беттер
  4. ^ а б Дональд Г. Финк және Х. Уэйн Бити, Электр инженерлеріне арналған стандартты анықтамалық, он бірінші басылым, McGraw-Hill, Нью-Йорк, 1978, ISBN  0-07-020974-X 22-28 бет
  5. ^ Рон Хормаей және басқалар, «Жоғары ажыратымдылықтағы белсенді матрицалық электролюминесценттік дисплей», Ақпараттық дисплей дайджест қоғамы, б. 137, 1994 ж.
  6. ^ «Электролюминесценцияның белсенді матрицасы (AMEL)» (PDF). Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2012-07-22.
  7. ^ «air-el». Федералды сигнал. Алынған 23 шілде, 2016.
  8. ^ Диана Энг. «Fashion Geek: киімге арналған аксессуарлар техникасы». 2009.
  9. ^ Корнелл университеті (03.03.2016). «Супер серпімді электролюминесцентті» тері «жақын арада көңіл-күй роботтарын жасайды». Science Daily. Алынған 4 наурыз, 2016.

Сыртқы сілтемелер