פולטי אלקטרולומינסצנטי: מכשיר ועיקרון הפעולה, סוגים
אלקטרולומינסנציה הנקראת זוהר, מתרגשת מפעולת שדה חשמלי. תופעה זו מתרחשת במוליכים למחצה ובזרחנים גבישיים - בחומרים כאלה שהמולקולות או האטומים שלהם מסוגלים להיכנס למצב נרגש כאשר זרם חשמלי עובר דרכם או תחת פעולת שדה חשמלי מופעל.
למעשה, אלקטרולומינצנציית נובעת משילוב מחדש של חורים ואלקטרונים במוליך למחצה, שבו נפלטים פוטונים - האלקטרונים של המוליך למחצה מוותרים בכך על האנרגיה שלהם. לפני תחילת הרקומבינציה, חורים ואלקטרונים מופרדים. ההפרדה מושגת או ע"י אלקטרונים בעלי אנרגיה גבוהה המתקבלים ע"י האצה בשדה חשמלי חזק (בזרחנים גבישיים של לוחות אלקטרו-זוהרים), או ע"י הפעלת החומר לייצור צומת pn (כמו ב-LED). בפולטות אלקטרו-לומינסצנטיות, אלקטרו-זוהר של נעשה שימוש באלקטרולומינופור.
פולטי אבקה פותחו לראשונה בשנת 1952.הם מבנה רב שכבתי, שבבסיסו יש לוח מצע מפלסטיק או זכוכית.
הדברים הבאים מיושמים ברצף על הצלחת: אלקטרודה שקופה מוליכה העשויה מתחמוצות מתכת (SnO2, InO2, CdO), לאחר מכן שכבה של 25-100 מיקרומטר של אלקטרולונופור, ולאחר מכן שכבה דיאלקטרית מגינה (SiO, SiO2 או לכה), ולאחר מכן אלקטרודת מתכת אטומה. זרחן הוא אבץ גופרתי או אבץ סלניד המופעל לבהירות על ידי זיהומים של מנגן, נחושת או יסודות אחרים.
אבץ גופרתי polycrystals (חרוזים) מצומדים זה לזה על ידי שרפים אורגניים עם קבוע דיאלקטרי גבוה. לכן, כדי לפעול, פולט האלקטרולומינסצנטי האבקה דורש מתח חילופין בתדר של 400 עד 1400 הרץ עם מתח עירור של 90 עד 140 וולט.
פולטי אלקטרולומינסצנטי סרט, בניגוד לאבקה, מכילים בין האלקטרודות סרט פולי-גבישי של זרחן אלקטרולומינסצנטי בעובי של כ-0.2 מיקרומטר, המתקבל על ידי אידוי תרמי ותצהיר ואקום.
באלקטרולומינופור כזה, אין דיאלקטרי, ולכן פולטי הסרט פועלים במתח קבוע, ורמת מתח הפעולה שלהם נמוכה מזו של אבקת - רק מ-20 עד 30 וולט. כדי להגביר את האור והבהירות, כמו גם לשנות את הצבע, מופעל הזרחן של הסרט עם חומרי פלואוריד נדירים של אדמה.
פולט הסרט שלוש השכבות נוצר ב-1974. הוא מכיל שני סרטים מבודדים (Y2O3 ו-Si3N4) עם קבוע דיאלקטרי גבוה.
הפרמטרים האופייניים של פולטי אלקטרולומינסצנטי הם: בהירות יעילה, מאפיין בהירות, שינוי תדר בבהירות, תלות של בהירות אפקטיבית בתדר ובספקטרום האור הנפלט.
הבהירות האפקטיבית של פולטי האבקה נקבעת בתדירות ובערך מסוימים של מתח הזנת זרם החילופין התואם לצפיפות הזרם.
מאפיין הבהירות משקף את תלות המתח של הבהירות; מסכי מטריצה בעלי ניגודיות גבוהה בנויים על בסיס פולטים בעלי מאפיין מאוד לא ליניארי.
פולטי סרטים מספקים ניגודיות ורזולוציה גבוהים יותר מאשר פולטי אבקה.השינויים המרובים בבהירות - למעשה - התלולות של מאפיין הזוהר כאשר מתח האספקה מוכפל; באבקה הוא מגיע ל-25, בסרט - 1000. הספקטרום, למעשה - הצבע, נקבע על ידי מפעילים שנוספו לזרחן.
החסרונות של פולטי אלקטרולומינסצנטי כוללים שינויים גדולים בפרמטרים. בנוסף, הבהירות במהלך פעולתם יורדת עד פי 3 ב-4000 שעות. אבל זה חל על האלקטרולומינופורים הראשונים עם חלקיקים גדולים.
לאלקטרולומינופורים המודרניים האחרונים יש גדלי חלקיקים של 12-18 ננומטר, איתם הבהירות גדלה ל-300 cd, והירידה בבהירות ב-20% במהלך 40 השעות הראשונות של הפעולה מווסתת על ידי פרמטרי אספקת החשמל (תדירות ומתח עירור) , והחיים התפעוליים בדרך זו מגיעים ל-12000 שעות...
עיצובים שונים של אלקטרודות אטומות מאפשרים להשיג צורות אלפביתיות, סמליות ומספריות שונות של תצוגת מידע באמצעות פולטי אלקטרו-אור כדי לבנות על זה מסכי מטריקס מיוחדים.
לוחות אלקטרולומינסצנטיים זמינים כסרטים דקים של חומרים אנאורגניים או אורגניים. צבע הזוהר של זרחנים גבישיים תלוי בטומאה המפעילה.בעצם, פאנל כזה הוא קבל שטוח המוזן במתח של 60 עד 600 וולט המתקבל מממיר מתח מובנה.
כחומרים אלקטרו-זוהר משמשים: III-V InP, GaAs, GaN (בנוריות), אבץ גופרתי המופעל על ידי כסף או נחושת בצורת אבקה (נותן זוהר כחול-ירוק), וכדי לקבל זוהר צהוב-כתום, אבץ משתמש ב-se sulfide המופעל על ידי מנגן.
צג אלקטרולומינסצנטי (ELD) - סוג מיוחד של תצוגה שנוצרה על ידי שכבת חומר אלקטרו-לומינסצנטי המורכבת מגבישי זרחן או GaAs מעובדים במיוחד בין שתי שכבות מוליך (בין אלקטרודת אלומיניום דקה לאלקטרודה שקופה). כאשר מתח חילופין מופעל על החוטים, החומר האלקטרולומינסנטי מתחיל לזהור.
פאנלים, צגים, חוטים וכו'. - בשימוש נרחב באלקטרוניקה ותאורה מנורות אלקטרו-אורות... הם משמשים בתאורה אחורית של צגי LCD, סולמות של מכשירים שונים, מקלדות, ומשמשים גם לעיצוב דקורטיבי של נופים ומבנים אדריכליים.
גרפיקה מתצוגות אלקטרולומינסצנטיות, סינתזה של תווים, מאופיינת באיכות תמונה גבוהה, ניגודיות טובה, קצב רענון גבוה ורגישות ירודה לטמפרטורה. בשל תכונות אלה, הם משמשים בתעשיות הצבאיות, הרפואיות ואחרות.