エレクトロルミネッセンスエミッター：デバイスと動作原理、種類

エレクトロルミネッセンス ルミネッセンスと呼ばれ、電場の作用によって励起されます。この現象は、半導体や結晶蛍光体、つまり電流が流れるとき、または印加された電場の作用下で分子や原子が励起状態になる可能性のある物質で発生します。

実際、エレクトロルミネッセンスは、半導体内での正孔と電子の再結合によって生じ、その際に光子が放出され、半導体の電子がエネルギーを放出します。 再結合が始まる前に、正孔と電子が分離されます。この分離は、（エレクトロルミネッセンス パネルの結晶蛍光体の場合）強い電場での加速によって得られる高エネルギー電子によって、または（LED の場合のように）材料を活性化して pn 接合を生成することによって達成されます。エレクトロルミノフォアが使用されています。

パウダーエミッター 1952 年に初めて開発されました。それらは多層構造であり、その底部にプラスチックまたはガラスの基板プレートがあります。

金属酸化物 (SnO2、InO2、CdO) で作られた導電性透明電極、次に 25 ～ 100 μm のエレクトロルミノフォア層、次に保護誘電体層 (SiO、SiO2 またはワニス)、そして不透明な金属電極。リンは、マンガン、銅、またはその他の元素の不純物によって活性化されて光沢のある硫化亜鉛またはセレン化亜鉛です。

硫化亜鉛の多結晶体（ビーズ）は、誘電率の高い有機樹脂によって相互に共役しています。したがって、粉末エレクトロルミネセンスエミッタを動作させるには、周波数 400 ～ 1400 Hz、励起電圧 90 ～ 140 ボルトの交流電圧が必要です。

フィルムエレクトロルミネセンスエミッター粉末とは異なり、電極間には熱蒸着と真空蒸着によって得られる厚さ約 0.2 μm のエレクトロルミネセンス蛍光体の多結晶フィルムが含まれています。

このようなエレクトロルミノフォアには誘電体がないため、フィルムエミッターは一定の電圧で動作し、その動作電圧レベルは粉末のものよりも低く、わずか20〜30ボルトです。光と明るさを高め、色を変えるために、フィルムの蛍光体は希土類フッ化物材料で活性化されます。

3 層フィルムエミッターは 1974 年に開発されました。 誘電率の高い 2 つの絶縁膜 (Y2O3 と Si3N4) が含まれています。

エレクトロルミネセンス エミッタの特徴的なパラメータは次のとおりです。 有効輝度、輝度の特性、輝度の周波数変化、放射光の周波数およびスペクトルに対する有効輝度の依存性。

パウダーエミッターの有効輝度は、特定の周波数と電流密度に対応する交流電源電圧の値で決まります。

輝度特性は輝度の電圧依存性を反映します。高コントラストのマトリックス スクリーンは、非常に非線形な特性を持つエミッターに基づいて構築されています。

フィルムエミッタはパウダーエミッタよりも高いコントラストと解像度を提供し、電源電圧が 2 倍になると輝度が複数変化し、実際には輝度特性が急峻になります。粉末では25、フィルムでは1000に達します。スペクトル、実際の色は、蛍光体に添加された活性剤によって決まります。

エレクトロルミネセンス エミッタの欠点には、パラメータの大きな変動が含まれます。 さらに、動作中の明るさは 4000 時間で最大 3 分の 1 に低下します。しかし、これは大きな粒子を含む最初のエレクトロルミノフォアに当てはまります。

最新のエレクトロルミノフォアの粒子サイズは 12 ～ 18 nm で、輝度は 300 cd まで増加します。動作開始から最初の 40 時間での輝度の 20% の低下は、電源パラメータ (周波数と励起電圧) によって制御されます。 、この方法での動作寿命は12000時間に達します...

不透明電極の異なる設計により、エレクトロルミネセンスエミッタを使用してこれを構築することにより、異なるアルファベット、記号、数値形式の情報表示を実現できます。 特殊なマトリックススクリーン.

エレクトロルミネセンスパネル 無機材料または有機材料の薄膜として入手できます。結晶質蛍光体の輝きの色は、活性化不純物によって異なります。基本的に、このようなパネルは、内蔵電圧コンバータから得られる60〜600ボルトの電圧が供給されるフラットコンデンサです。

エレクトロルミネッセンス材料としては、III-V InP、GaAs、GaN (LED 内)、粉末状の銀または銅によって活性化された硫化亜鉛 (青緑色の輝きを与える)、および黄オレンジ色の輝きを得るには亜鉛が使用されます。マンガンで活性化した硫化物を使用しています。

エレクトロルミネッセンス ディスプレイ (ELD) — 2 つの導体層 (薄いアルミニウム電極と透明電極の間) の間に、特別に処理された蛍光体または GaAs 結晶からなるエレクトロルミネセンス材料の層によって作成される特殊なタイプのディスプレイ。交流電圧がワイヤに印加されると、エレクトロルミネセンス材料が発光し始めます。

パネル、ディスプレイ、配線など— 家庭用電化製品や照明に広く使用されています エレクトロルミネセンス照明器… LCD ディスプレイのバックライト、さまざまなデバイスのスケール、キーボードとして機能するほか、景観や建築構造物の装飾デザインにも使用されます。

エレクトロルミネセンス ディスプレイによるグラフィックス、合成文字。高画質、良好なコントラスト、高いリフレッシュ レート、温度に対する感度の低さを特徴とします。これらの特性により、軍事、医療、その他の産業で使用されています。