Войти
Виды жидкокристаллического дисплея, как с включенной (вверху), так и выключенной (внизу) электролюминесцентной подсветкой Электролюминесценция (EL) - это оптическое явление и электрическое явление, в которых материал излучает свет в ответ на прохождение электрического тока или сильного электрического поля. Это отличается от черного тела излучения света, возникающего в результате нагрева (накаливания ), химической реакции (хемилюминесценция ), звука (сонолюминесценция ) или другое механическое воздействие (механолюминесценция ).
Спектр сине-зеленого электролюминесцентного источника света для радиочасов (аналогичный показанному на изображении выше). Пиковая длина волны составляет 492 нм, а спектральная ширина полосы FWHM довольно широкая, около 85 нм. Электролюминесценция является результатом излучательной рекомбинации электронов отверстия в материале, обычно в полупроводнике. Возбужденные электроны выделяют свою энергию в виде фотонов - света. Перед рекомбинацией электроны и дырки могут быть разделены путем легирования материала с образованием pn перехода (в полупроводниковых электролюминесцентных устройствах, таких как светоизлучающие диоды ) или посредством возбуждения ударом высокоэнергетических электронов, ускоренных сильным электрическим полем (как в случае люминофоров в электролюминесцентных дисплеях ).
Недавно было показано, что по мере того, как солнечный элемент повышает эффективность преобразования света в электричество (повышенное напряжение холостого хода), он также улучшает эффективность преобразования электричества в свет (EL).
Электролюминесцентные устройства изготавливаются с использованием органических или неорганических электролюминесцентных материалов. Активные материалы обычно представляют собой полупроводники с достаточно широкой полосой пропускания, позволяющей выходить свету.
Наиболее типичным неорганическим тонкопленочным ЭЛ (ТФЭЛ) является ZnS: Mn с желто-оранжевым излучением. Примеры материалов EL включают:
Наиболее распространенный электролюминесцентный (EL) устройства состоят из порошка (в основном используется в осветительных приборах) или тонких пленок (для отображения информации.)
светоизлучающий конденсатор или LEC, это термин, используемый sinc е минимум 1961 г. для описания электролюминесцентных панелей. General Electric имеет патенты 1938 года на плоские электролюминесцентные панели, которые до сих пор производятся в качестве ночных светильников и подсветки для дисплеев приборной панели. Электролюминесцентные панели представляют собой конденсатор, где диэлектрик между внешними пластинами представляет собой люминофор, который испускает фотоны, когда конденсатор заряжен. Благодаря тому, что один из контактов становится прозрачным, большая открытая площадь излучает свет.
Электролюминесцентная подсветка автомобильной приборной панели, с каждой стрелкой датчика также отдельным источником света, началось производство на легковых автомобилях Chrysler и Imperial 1960 года и продолжалось успешно на нескольких автомобилях Chrysler до 1967 года.
Подразделение освещения Sylvania в Салеме и Данверсе, Массачусетс, произвело и продало на рынок ночник EL (справа) под торговой маркой Panelescent примерно по цене одновременно с началом производства приборных панелей Chrysler. Эти лампы зарекомендовали себя как чрезвычайно надежные: известно, что некоторые образцы продолжают работать после почти 50 лет непрерывной эксплуатации. Позже, в 1960-х годах, подразделение электронных систем компании Sylvania в Нидхэме, штат Массачусетс, разработало и изготовило несколько инструментов для лунного посадочного модуля и командного модуля Apollo с использованием электролюминесцентных дисплеев, произведенных подразделением электронных ламп в Сильвании в Эмпориуме, штат Пенсильвания. Raytheon, Садбери, Массачусетс, изготовил компьютер управления Apollo, в котором использовалась электролюминесцентная дисплейная панель Sylvania как часть интерфейса дисплей-клавиатура (DSKY).
Цифровые ЖК-часы Casio с электролюминесцентной подсветкой. Электролюминесцентные панели на основе порошкового люминофора часто используются в качестве подсветки для жидкокристаллических дисплеев. Они легко обеспечивают мягкое, равномерное освещение всего дисплея при относительно небольшом потреблении электроэнергии. Это делает их удобными для устройств с батарейным питанием, таких как пейджеры, наручные часы и термостаты с компьютерным управлением, а их нежное зеленовато-голубое свечение является обычным явлением в технологическом мире. Для них требуется относительно высокое напряжение (от 60 до 600 вольт). Для устройств с батарейным питанием это напряжение должно генерироваться схемой преобразователя внутри устройства. Этот преобразователь часто издает слышимый вой или звук сирены при включенной подсветке. Для устройств, работающих от сетевого напряжения, он может питаться непосредственно от сети. Так работают электролюминесцентные ночники. Яркость на единицу площади увеличивается с увеличением напряжения и частоты.
Электролюминесценция тонкопленочного люминофора была впервые коммерциализирована в 1980-х годах компанией Sharp Corporation в Японии, Finlux (Oy Lohja Ab) в Финляндии и Planar Systems в США. В этих устройствах яркое и долговечное световое излучение достигается в тонкопленочном материале из сульфида цинка, легированного марганцем, излучающего желтый цвет. Дисплеи, использующие эту технологию, производились для медицинских и автомобильных приложений, где решающее значение имели прочность и широкие углы обзора, а жидкокристаллические дисплеи не были хорошо разработаны. В 1992 году Timex представила свой дисплей Indiglo EL на некоторых часах.
Недавно были разработаны тонкопленочные электролюминесцентные материалы с синим, красным и зеленым светом, которые обладают потенциалом для длительного срока службы и полноцветных электролюминесцентных дисплеев.
В любом случае электролюминесцентный материал должен быть заключен между двумя электродами, и по крайней мере один электрод должен быть прозрачным, чтобы обеспечить выход излучаемого света. Стекло, покрытое оксидом индия и олова, обычно используется в качестве переднего (прозрачного) электрода, тогда как задний электрод покрыт отражающим металлом. Кроме того, в качестве переднего электрода можно использовать другие прозрачные проводящие материалы, такие как покрытия углеродных нанотрубок или PEDOT.
Приложения отображения в основном пассивны (т. Е. Напряжение подается от края дисплея, например, от транзистора на дисплее). Подобно тенденциям ЖК-дисплеев, также были продемонстрированы дисплеи с активной матрицей EL (AMEL), в которых добавлены схемы для увеличения напряжения на каждом пикселе. Твердотельный характер TFEL позволяет создавать очень прочный дисплей с высоким разрешением даже на кремниевых подложках. Дисплеи AMEL с разрешением 1280x1024 и более 1000 строк на дюйм (lpi) были продемонстрированы консорциумом, включающим Planar Systems.
Первая в мире кампания по производству электролюминесцентных рекламных щитов, Канада, зима 2005 г. Электролюминесцентные технологии имеют низкое энергопотребление по сравнению с конкурирующими осветительными приборами. технологии, такие как неоновые или люминесцентные лампы. Это, вместе с тонкостью материала, сделало технологию EL ценным для рекламной индустрии. Соответствующие рекламные приложения включают электролюминесцентные рекламные щиты и вывески. Производители электролюминесцентных ламп могут точно контролировать, какие области электролюминесцентного листа освещаются и когда. Это дало рекламодателям возможность создавать более динамичную рекламу, которая по-прежнему совместима с традиционными рекламными площадками.
EL пленка - это так называемый ламбертовский излучатель : в отличие от неоновых ламп, ламп накаливания или светодиодов, яркость поверхности одинакова со всех сторон; электролюминесцентный свет не является направленным и поэтому его трудно сравнивать с (тепловыми) источниками света, измеряемыми в люменах или люксах. Свет, излучаемый поверхностью, идеально однороден и хорошо воспринимается глазом. Пленка EL излучает одночастотный (монохроматический) свет с очень узкой полосой пропускания, абсолютно однородный и видимый с большого расстояния.
1966 Dodge Charger Панель приборов с электролюминесцентной подсветкой. Компания Chrysler впервые представила автомобили с панельным освещением EL в 1960 модельном году. В принципе, лампы EL могут быть изготовлены в любом цвете. Однако обычно используемый зеленоватый цвет близко соответствует максимальной чувствительности человеческого зрения, обеспечивая наибольший видимый световой поток при наименьшем потреблении электроэнергии. В отличие от неоновых и люминесцентных ламп, лампы EL не являются устройствами с отрицательным сопротивлением, поэтому не требуется дополнительных схем для регулирования количества тока, протекающего через них. В настоящее время используется новая технология, основанная на многоспектральных люминофорах, которые излучают свет от 600 до 400 нм в зависимости от частоты возбуждения; это похоже на эффект изменения цвета, наблюдаемый с листом aqua EL, но в большем масштабе.
Электролюминесцентное освещение теперь используется как приложение для идентификации общественной безопасности с использованием буквенно-цифровых символов на крыше транспортных средств для четкой видимости с высоты птичьего полета.
Электролюминесцентное освещение, особенно электролюминесцентный провод (электролюминесцентная проволока) также нашла свое применение в одежде, поскольку многие дизайнеры внедрили эту технологию в индустрию развлечений и ночной жизни.
Инженеры разработали электролюминесцентную «кожу», которая может растягиваться более чем в шесть раз. его первоначальный размер, но все еще излучает свет. Этот сверхэластичный светоизлучающий конденсатор (HLEC) может выдерживать более чем в два раза большую нагрузку, чем ранее протестированные растягиваемые дисплеи. Он состоит из слоев прозрачных гидрогелевых электродов, расположенных между изоляционным эластомерным листом. Эластомер изменяет яркость и емкость при растяжении, прокатке и других деформациях. В дополнение к своей способности излучать свет при деформации, превышающей 480% от первоначального размера, было показано, что группа HLEC может быть интегрирована в систему мягкого робота. Три шестиуровневые панели HLEC были связаны вместе, чтобы сформировать ползущего мягкого робота, причем четыре верхних слоя составляли светящуюся кожу, а два нижних - пневматические приводы. Это открытие может привести к значительным достижениям в области здравоохранения, транспорта, электронной связи и других областях.
