इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंट उत्सर्जक: उपकरण और संचालन का सिद्धांत, प्रकार

इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंस ल्यूमिनेसेंस कहा जाता है, जो विद्युत क्षेत्र की क्रिया से उत्तेजित होता है। यह घटना अर्धचालक और क्रिस्टलीय फॉस्फोर में होती है - ऐसे पदार्थों में जिनके अणु या परमाणु एक उत्तेजित अवस्था में जाने में सक्षम होते हैं जब एक विद्युत प्रवाह उनके माध्यम से या एक लागू विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत गुजरता है।

वास्तव में, अर्धचालक में छिद्रों और इलेक्ट्रॉनों के पुनर्संयोजन से इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस का परिणाम होता है, जिसमें फोटॉन उत्सर्जित होते हैं - अर्धचालक के इलेक्ट्रॉन इस प्रकार अपनी ऊर्जा छोड़ देते हैं। पुनर्संयोजन शुरू होने से पहले, छेद और इलेक्ट्रॉन अलग हो जाते हैं। अलगाव या तो एक मजबूत विद्युत क्षेत्र (इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंट पैनलों के क्रिस्टलीय फॉस्फोर में) में त्वरण द्वारा प्राप्त उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों द्वारा प्राप्त किया जाता है, या पीएन जंक्शन (एलईडी के रूप में) बनाने के लिए सामग्री को सक्रिय करके। इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंट उत्सर्जकों में, इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंस इलेक्ट्रोल्यूमिनोफोर का उपयोग किया जाता है।

पाउडर उत्सर्जक पहली बार 1952 में विकसित किए गए थे।वे एक बहुस्तरीय संरचना हैं, जिसके आधार पर एक प्लास्टिक या कांच की सब्सट्रेट-प्लेट होती है।

निम्नलिखित क्रमिक रूप से प्लेट पर लागू होता है: धातु ऑक्साइड (SnO2, InO2, CdO) से बना एक प्रवाहकीय पारदर्शी इलेक्ट्रोड, फिर इलेक्ट्रोल्यूमिनोफोर की 25-100 माइक्रोन परत, फिर एक सुरक्षात्मक ढांकता हुआ परत (SiO, SiO2 या वार्निश), फिर एक अपारदर्शी धातु इलेक्ट्रोड। फास्फोरस जिंक सल्फाइड या जिंक सेलेनाइड है जो मैंगनीज, तांबे या अन्य तत्वों की अशुद्धियों से चमक के लिए सक्रिय होता है।

जिंक सल्फाइड पॉलीक्रिस्टल (बीड्स) एक उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक वाले कार्बनिक रेजिन द्वारा एक दूसरे से संयुग्मित होते हैं। इसलिए, संचालित करने के लिए, पाउडर इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंट एमिटर को 90 से 140 वोल्ट के उत्तेजना वोल्टेज के साथ 400 से 1400 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ एक वैकल्पिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

फिल्म इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंट उत्सर्जक, पाउडर के विपरीत, इलेक्ट्रोड के बीच लगभग 0.2 माइक्रोन की मोटाई के साथ इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंट फॉस्फर की एक पॉलीक्रिस्टलाइन फिल्म होती है, जो थर्मल वाष्पीकरण और वैक्यूम जमाव द्वारा प्राप्त की जाती है।

ऐसे इलेक्ट्रोल्यूमिनोफोर में, कोई ढांकता हुआ नहीं होता है, इसलिए फिल्म उत्सर्जक एक स्थिर वोल्टेज पर काम करते हैं, और उनका ऑपरेटिंग वोल्टेज स्तर पाउडर वाले से कम होता है - केवल 20 से 30 वोल्ट तक। प्रकाश और चमक बढ़ाने के साथ-साथ रंग बदलने के लिए, फिल्म का फॉस्फोर दुर्लभ पृथ्वी फ्लोराइड सामग्री के साथ सक्रिय होता है।

1974 में थ्री-लेयर फिल्म एमिटर बनाया गया था। इसमें उच्च डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक वाली दो इंसुलेटिंग फिल्में (Y2O3 और Si3N4) होती हैं।

इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंट उत्सर्जकों के विशिष्ट पैरामीटर हैं: प्रभावी चमक, चमक की विशेषता, चमक में आवृत्ति परिवर्तन, उत्सर्जित प्रकाश की आवृत्ति और स्पेक्ट्रम पर प्रभावी चमक की निर्भरता।

पाउडर उत्सर्जकों की प्रभावी चमक वर्तमान घनत्व के अनुरूप वैकल्पिक वर्तमान आपूर्ति वोल्टेज की एक निश्चित आवृत्ति और मूल्य पर निर्धारित होती है।

चमक की विशेषता चमक की वोल्टेज निर्भरता को दर्शाती है; उच्च कंट्रास्ट वाली मैट्रिक्स स्क्रीन एक बहुत ही गैर-रैखिक विशेषता वाले उत्सर्जकों के आधार पर बनाई गई हैं।

फिल्म उत्सर्जक पाउडर उत्सर्जकों की तुलना में उच्च कंट्रास्ट और रिज़ॉल्यूशन प्रदान करते हैं। ल्यूमिनेंस में कई बदलाव- वास्तव में- जब आपूर्ति वोल्टेज दोगुनी हो जाती है तो ल्यूमिनेंस विशेषता की स्थिरता; पाउडर में यह 25 तक पहुंचता है, फिल्म में - 1000। स्पेक्ट्रम, वास्तव में - रंग, फॉस्फर में जोड़े गए एक्टिवेटर्स द्वारा निर्धारित किया जाता है।

इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंट उत्सर्जकों के नुकसान में मापदंडों में बड़े बदलाव शामिल हैं। इसके अलावा, उनके संचालन के दौरान चमक 4000 घंटों में 3 गुना तक कम हो जाती है। लेकिन यह बड़े कणों वाले पहले इलेक्ट्रोल्यूमिनोफोरस पर लागू होता है।

नवीनतम आधुनिक इलेक्ट्रोल्यूमिनोफ़ोर्स में 12-18 एनएम के कण आकार होते हैं, उनके साथ चमक 300 cd तक बढ़ जाती है, और ऑपरेशन के पहले 40 घंटों के दौरान चमक में 20% की कमी बिजली आपूर्ति मापदंडों (आवृत्ति और उत्तेजना वोल्टेज) द्वारा नियंत्रित होती है। , और परिचालन जीवन इस तरह 12000 घंटे तक पहुंचता है ...

अपारदर्शी इलेक्ट्रोड के विभिन्न डिज़ाइन इस पर निर्माण करने के लिए इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंट उत्सर्जकों का उपयोग करके सूचना प्रदर्शन के विभिन्न वर्णानुक्रमिक, प्रतीकात्मक और संख्यात्मक रूपों को प्राप्त करने की अनुमति देते हैं। विशेष मैट्रिक्स स्क्रीन.

इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंट पैनल अकार्बनिक या जैविक सामग्री की पतली फिल्मों के रूप में उपलब्ध हैं। क्रिस्टलीय फॉस्फोर की चमक का रंग सक्रिय करने वाली अशुद्धता पर निर्भर करता है।मूल रूप से, ऐसा पैनल एक अंतर्निहित वोल्टेज कनवर्टर से प्राप्त 60 से 600 वोल्ट के वोल्टेज द्वारा खिलाया गया एक फ्लैट कैपेसिटर है।

जैसा कि इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंट सामग्री का उपयोग किया जाता है: III-V InP, GaAs, GaN (एलईडी में), जस्ता सल्फाइड चांदी या तांबे द्वारा पाउडर के रूप में सक्रिय होता है (नीली-हरी चमक देता है), और पीले-नारंगी चमक प्राप्त करने के लिए, जस्ता मैंगनीज द्वारा सक्रिय एसई सल्फाइड का उपयोग करता है।

इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंट डिस्प्ले (ईएलडी) - कंडक्टर की दो परतों (एक पतली एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोड और एक पारदर्शी इलेक्ट्रोड के बीच) के बीच विशेष रूप से संसाधित फॉस्फोर या GaAs क्रिस्टल से युक्त इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंट सामग्री की एक परत द्वारा बनाया गया एक विशेष प्रकार का डिस्प्ले। जब तारों पर एक वैकल्पिक वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंट सामग्री चमकने लगती है।

पैनल, डिस्प्ले, तार आदि। - उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और प्रकाश व्यवस्था में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंट रोशनी… वे एलसीडी डिस्प्ले, विभिन्न उपकरणों के तराजू, कीबोर्ड के बैकलाइट में काम करते हैं, और परिदृश्य और वास्तुशिल्प संरचनाओं के सजावटी डिजाइन के लिए भी उपयोग किए जाते हैं।

इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंट डिस्प्ले से ग्राफिक्स, उच्च छवि गुणवत्ता, अच्छे कंट्रास्ट, उच्च ताज़ा दर और तापमान के प्रति खराब संवेदनशीलता की विशेषता वाले पात्रों को संश्लेषित करते हैं। इन गुणों के कारण इनका उपयोग सैन्य, चिकित्सा और अन्य उद्योगों में किया जाता है।