Кіріспе

Электролюминесценция (ЭЛ) – электр тогының өтуіне немесе күшті электр өрісіне жауап ретінде материалдың жарық шығаруымен сипатталатын оптикалық және электрлік құбылыс. Бұл, жылудан (қыздыру), химиялық реакциялардан (химилюминесценция), сұйықтықтағы реакциялардан (электрохимилюминесценция), дыбыстан (сонолюминесценция) немесе басқа механикалық әрекеттерден (механолюминесценция) немесе органикалық электролюминесценциядан туындайтын қара дене сәулеленуінен өзгеше.

Механизм

Электролюминесценция – бұл материалдағы, әдетте жартылай өткізгіштегі электрондар мен тесіктердің сәулелі рекомбинациясының нәтижесі. Қозған электрондар энергиясын фотондар түрінде, яғни жарық ретінде бөліп шығарады. Рекомбинацияға дейін электрондар мен тесіктер материалды p-n торабына қоспалау арқылы (жартылай өткізгіш электролюминесценттік құрылғыларда, мысалы, жарықдиодтарда) немесе күшті электр өрісінде үдетілген жоғары энергиялы электрондардың соқтығысуы арқылы (электролюминесценттік дисплейлердегі люминофорлар сияқты) бөліне алады. Жақында күн батареясы жарықтан электр энергиясын өндіру тиімділігін арттырса (ашық тізбек кернеуінің жақсаруы), электр энергиясынан жарық шығару (ЭЛ) тиімділігі де артатыны көрсетілді.

Сипаттамалары

Электролюминесценттік технологиялар неон немесе люминесценттік шамдар сияқты басқа жарықтандыру технологияларымен салыстырғанда аз қуатты тұтынады. Бұл, материалдың жұқалығымен бірге, EL технологиясын жарнама индустриясы үшін бағалы етті. Тиісті жарнамалық қолданыстарға электролюминесценттік билбордтар мен таңбалар жатады. EL өндірушілер электролюминесценттік табақтың қай бөліктерінің және қашан жарықтанатынын дәл басқара алады. Бұл жарнама берушілерге дәстүрлі жарнамалық кеңістіктермен үйлесімді, жандана түсетін жарнама жасауға мүмкіндік берді. EL пленкасы – Ламберт радиаторы: неон шамдарынан, шамдардан немесе светодиодтардан (LED) айырмашылығы, бетінің жарықтығы барлық көру бұрыштарынан бірдей көрінеді; электролюминесценттік жарық бағытталған емес. Беттен шығатын жарық толығымен біртекті және көзбен жақсы қабылданады. EL пленкасы өте тар жолақты, біркелкі және алыстан көрінетін бір жиілікті (монохроматикалық) жарық шығарады. Принцип бойынша, EL шамдарын кез келген түсте жасауға болады. Дегенмен, көбінесе қолданылатын жасыл түс адам көзінің ең жоғары сезімталдығына жақын келеді, бұл ең аз электр қуатымен ең көп көрінетін жарық шығаруға мүмкіндік береді. Неон және люминесценттік шамдардан айырмашылығы, EL шамдары кері кедергіге ие құрылғылар емес, сондықтан олар арқылы өтетін ток мөлшерін реттеу үшін қосымша схемалар қажет емес. Қазір қолданылып жатқан жаңа технология 600-ден 400 нм-ге дейін жарық шығаратын көп спектрлі люминофорларға негізделген, бұл жетектегі жиілікке байланысты; бұл аква EL табаларында көрінетін, бірақ үлкен масштабта түс өзгерту әсеріне ұқсас.

Іс жүзіндегі іске асыру

Ең көп таралған электролюминесценттік (ЭЛ) құрылғылар ұнтақтан (көбінесе жарықтандыру саласында қолданылады) немесе жұқа пленкалардан (ақпараттық дисплейлерде қолдану үшін) жасалған.

Жарық шығаратын конденсатор (LEC)

Жарық шығаратын конденсатор немесе LEC – 1961 жылдан бері қолданылып келе жатқан, электролюминесцентті панельдерді сипаттау үшін пайдаланылатын термин. General Electric компаниясы 1938 жылға қарай жарық шығаратын, жалпақ панельдерге патент алған, және олар әлі күнге дейін аспаптар панелінің дисплейлері үшін түнгі және артқы жарықтар ретінде жасалып келеді. Электролюминесцентті панельдер – бұл конденсатор, онда сыртқы пластиналар арасындағы диэлектрик, конденсатор зарядталғанда фотондар шығаратын люминофор болып табылады. Контактінің біреуін мөлдір ету арқылы, кең аудан жарық шығарады. Электролюминесцентті автомобильдердің аспаптар панелінің артқы жарықтандыруы, мұнда әрбір өлшегіш көрсеткіші жеке жарық көзі болып табылады, 1960 жылы Chrysler және Imperial жолаушылар автомобильдерінде өндіріске енгізілді және 1967 жылға дейін бірнеше Chrysler көліктерінде сәтті қолданылды, сондай-ақ "Panelescent Lighting" деп сатылды.

Түнгі жарықтар

Салем және Массачусетс штатының Денверс қаласындағы Sylvania Lighting Division компаниясы, Panelescent тауарлық атауымен EL түнгі шамдарын Chrysler аспаптар панельдері өндіріске түскен шамамен бір уақытта өндіріп, сатты. Бұл шамдар өте сенімді екенін дәлелдеді, кейбір үлгілері 50 жылға жуық үздіксіз жұмыс істегеннен кейін де жұмыс істеп тұр. 1960 жылдардың соңында Sylvania компаниясының Массачусетс штатының Нидхэм қаласындағы Электрондық жүйелер бөлімі, Пенсильвания штатының Эмпориум қаласындағы Sylvania компаниясының Электрондық түтіктер бөлімінде жасалған электролюминесцентті дисплей панельдерін пайдаланып, Apollo Ай модулі мен Командалық модулі үшін бірнеше құралдарды жасап шығарды. Массачусетс штатының Садбери қаласындағы Raytheon компаниясы Apollo Guidance Computer-ді өндірді, ол дисплейлік пернетақта интерфейсінің (DSKY) бір бөлігі ретінде Sylvania электролюминесцентті дисплей панелін қолданды.

Арқадағы жарықты көрсету

Фосфор ұнтағына негізделген электролюминесцентті панельдер сұйық кристалды дисплейлер үшін артқы жарық ретінде жиі қолданылады. Олар электр қуатын аз жұмсап, бүкіл дисплейді біркелкі және жұмсақ жарықпен қамтамасыз етеді. Бұл оларды батареямен жұмыс істейтін құрылғыларға, мысалы, пейджерлерге, қол сағаттарына және компьютермен басқарылатын термостаттарға ыңғайлы етеді, ал олардың жұмсақ жасыл-көк түсі технологиялық әлемде кең таралған. EL артқы жарықтары салыстырмалы түрде жоғары кернеуді (60 мен 600 вольт аралығында) қажет етеді. Батареямен жұмыс істейтін құрылғыларда бұл кернеу құрылғы ішіндегі күшейткіш түрлендіргіш арқылы жасалуы тиіс. Бұл түрлендіргіш көбінесе артқы жарық қосылғанда әлсіз естілетін сыңғырлау немесе сирена тәрізді дыбыс шығарады. Желілік кернеумен жұмыс істейтін құрылғыларды тікелей электр желісінен қосуға болады; кейбір электролюминесцентті түнгі шамдар осылай жұмыс істейді. Жарықтылықтың бірлік аумаққа шаққандағы деңгейі кернеу мен жиіліктің артуымен бірге артады.

Қатты қабатты диэлектрлік электролюминесценттік технология

Қалың пленкалы диэлектрлік электролюминесценттік технология (TDEL) – канадалық iFire Technology Corp компаниясы әзірлеген фосфорға негізделген жалпақ панельді дисплей технологиясы. TDEL – қалың және жұқа пленкалы процестерді біріктіретін органикалық емес электролюминесценттік (IEL) технологияға негізделген. TDEL құрылымы шыныдан немесе басқа субстраттардан жасалады, ол пикселдер матрицасын құру үшін екі электродтар жиынтығының арасында орналасқан қалың диэлектрлік қабаттан және жұқа фосфор қабаттан тұрады. Осы матрицадағы органикалық емес фосфорлар кезектесетін электр өрісінің әсерінен жарық шығарады.

Көк түстер бойынша

Color By Blue (CBB) 2003 жылы әзірленді. Color By Blue процесі бұрынғы үштік үлгі процесіне қарағанда жоғары жарықтыққа және жақсы нәтижелерге қол жеткізеді, контрастты арттырады, сұр түстерді дәл беруді және панель бойындағы түстердің біртектілігін жақсартады. Color By Blue фотолюминесценция физикасының негізінде құрылған. Жоғары жарықтылықты бейорганикалық көк люминофор, басқа түстерді жасау үшін көк жарықты сіңіріп, қызыл немесе жасыл жарыққа айналдыратын арнайы түс түрлендіргіш материалдармен бірге қолданылады.

Жаңа өтінімдер

Электролюминесцентті жарықтандыру қазір әуеден анық көріну үшін көліктердің шатырындағы әріптік-цифрлық белгілерді қолданатын қоғамдық қауіпсіздікті анықтау саласында қолданылуда. Электролюминесцентті жарықтандыру, әсіресе электролюминесцентті сым (ЭЛ сым), көптеген дизайнерлер бұл технологияны ойын-сауық және түнгі өмір индустриясына енгізгендіктен, киімге де кеңінен қолданылады. 2006 жылдан бастап, аудио теңестіргіш ретінде безендірілген электролюминесцентті панелі бар T Qualizer футболкалары қысқа мерзімге танымал болды. Инженерлер бастапқы өлшемдерінен алты есеге дейін созыла алатын, жарық шығаратын "тері" жасады. Бұл гиперэластикалық жарық шығаратын конденсатор (HLEC) бұрынғы созылатын дисплейлерге қарағанда екі еседен астам кернеуге төтеп бере алады. Ол мөлдір гидрогель электродтарынан және оларды аралап жатқан изоляциялық эластомер қабатынан тұрады. Эластомер созылғанда, иілгенде және басқа деформацияларға ұшырағанда жарқырау және сыйымдылығы өзгереді. Бастапқы өлшемдерінің 480% астам кернеуге төтеп бере алу қабілетімен қатар, жасалған HLEC жұмсақ робот жүйесімен интеграциялануы мүмкін екені көрсетілді. Үш алты қабатты HLEC панелі бір-біріне қосылып, қозғалатын жұмсақ робот құрылды, оның үстіңгі төрт қабаты жарық шығаратын тері, ал төменгі екеуі пневматикалық жетектер болып табылады. Бұл жаңалық денсаулық сақтау, көлік, электрондық байланыс және басқа да салаларда маңызды прогреске әкелуі мүмкін.