ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ ઉત્સર્જકો: ઉપકરણ અને કામગીરીના સિદ્ધાંત, પ્રકારો

ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસેન્સ વિદ્યુત ક્ષેત્રની ક્રિયા દ્વારા ઉત્તેજિત, લ્યુમિનેસેન્સ કહેવાય છે. આ ઘટના સેમિકન્ડક્ટર્સ અને સ્ફટિકીય ફોસ્ફોર્સમાં જોવા મળે છે - આવા પદાર્થોમાં જેના પરમાણુઓ અથવા અણુઓ ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં જવા માટે સક્ષમ હોય છે જ્યારે તેમનામાંથી ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ પસાર થાય છે અથવા લાગુ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ.

વાસ્તવમાં, સેમિકન્ડક્ટરમાં છિદ્રો અને ઈલેક્ટ્રોનના પુનઃસંયોજનથી ઈલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસેન્સ પરિણમે છે, જેમાં ફોટોન ઉત્સર્જિત થાય છે-સેમિકન્ડક્ટરના ઈલેક્ટ્રોન આમ તેમની ઊર્જા છોડી દે છે. પુનઃસંયોજન શરૂ થાય તે પહેલાં, છિદ્રો અને ઇલેક્ટ્રોનને અલગ કરવામાં આવે છે. વિભાજન કાં તો મજબૂત ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં પ્રવેગક દ્વારા પ્રાપ્ત ઉચ્ચ-ઊર્જા ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા (ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ પેનલ્સના સ્ફટિકીય ફોસ્ફોર્સમાં) દ્વારા અથવા pn જંકશન (એલઇડી તરીકે) ઉત્પન્ન કરવા માટે સામગ્રીને સક્રિય કરીને પ્રાપ્ત થાય છે. ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનોફોરનો ઉપયોગ થાય છે.

પાવડર ઉત્સર્જક સૌ પ્રથમ 1952 માં વિકસાવવામાં આવી હતી.તે બહુ-સ્તરવાળી રચના છે, જેના પાયા પર પ્લાસ્ટિક અથવા ગ્લાસ સબસ્ટ્રેટ-પ્લેટ છે.

નીચે આપેલ ક્રમશઃ પ્લેટ પર લાગુ કરવામાં આવે છે: મેટલ ઓક્સાઇડ (SnO2, InO2, CdO) થી બનેલું વાહક પારદર્શક ઇલેક્ટ્રોડ, પછી ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનોફોરનું 25-100 μm સ્તર, પછી રક્ષણાત્મક ડાઇલેક્ટ્રિક સ્તર (SiO, SiO2 અથવા વાર્નિશ), પછી એક અપારદર્શક મેટલ ઇલેક્ટ્રોડ. ફોસ્ફરસ એ ઝિંક સલ્ફાઇડ અથવા ઝિંક સેલેનાઇડ છે જે મેંગેનીઝ, કોપર અથવા અન્ય તત્વોની અશુદ્ધિઓ દ્વારા તેજ માટે સક્રિય થાય છે.

ઝીંક સલ્ફાઇડ પોલીક્રિસ્ટલ્સ (માળા) ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક સાથે કાર્બનિક રેઝિન દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે. તેથી, કામ કરવા માટે, પાવડર ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ ઉત્સર્જકને 90 થી 140 વોલ્ટના ઉત્તેજના વોલ્ટેજ સાથે 400 થી 1400 Hz ની આવર્તન સાથે વૈકલ્પિક વોલ્ટેજની જરૂર છે.

ફિલ્મ ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ ઉત્સર્જકો, પાવડરથી વિપરીત, ઇલેક્ટ્રોડની વચ્ચે લગભગ 0.2 μm ની જાડાઈ સાથે ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસેન્ટ ફોસ્ફરની પોલિક્રિસ્ટલાઇન ફિલ્મ હોય છે, જે થર્મલ બાષ્પીભવન અને વેક્યુમ ડિપોઝિશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

આવા ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનોફોરમાં, કોઈ ડાઇલેક્ટ્રિક નથી, તેથી ફિલ્મ ઉત્સર્જકો સતત વોલ્ટેજ પર કામ કરે છે, અને તેમનું ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ સ્તર પાવડર કરતા ઓછું હોય છે - ફક્ત 20 થી 30 વોલ્ટ સુધી. પ્રકાશ અને તેજ વધારવા માટે, તેમજ રંગ બદલવા માટે, ફિલ્મના ફોસ્ફરને દુર્લભ પૃથ્વી ફ્લોરાઇડ સામગ્રી સાથે સક્રિય કરવામાં આવે છે.

થ્રી-લેયર ફિલ્મ એમિટર 1974 માં બનાવવામાં આવી હતી. તેમાં બે ઇન્સ્યુલેટીંગ ફિલ્મો (Y2O3 અને Si3N4) હોય છે જેમાં ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ હોય છે.

ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ ઉત્સર્જકોના લાક્ષણિક પરિમાણો છે: અસરકારક તેજ, ​​તેજની લાક્ષણિકતા, તેજમાં આવર્તન પરિવર્તન, આવર્તન અને ઉત્સર્જિત પ્રકાશના સ્પેક્ટ્રમ પર અસરકારક તેજની અવલંબન.

પાવડર ઉત્સર્જકોની અસરકારક તેજ વર્તમાન ઘનતાને અનુરૂપ વૈકલ્પિક વર્તમાન સપ્લાય વોલ્ટેજની ચોક્કસ આવર્તન અને મૂલ્ય પર નિર્ધારિત કરવામાં આવે છે.

તેજની લાક્ષણિકતા તેજની વોલ્ટેજ અવલંબનને પ્રતિબિંબિત કરે છે; ઉચ્ચ કોન્ટ્રાસ્ટ સાથે મેટ્રિક્સ સ્ક્રીનો ખૂબ જ બિન-રેખીય લાક્ષણિકતા સાથે ઉત્સર્જકોના આધારે બનાવવામાં આવે છે.

ફિલ્મ ઉત્સર્જકો પાવડર ઉત્સર્જકો કરતાં વધુ કોન્ટ્રાસ્ટ અને રિઝોલ્યુશન પ્રદાન કરે છે. લ્યુમિનેન્સમાં બહુવિધ ફેરફારો - હકીકતમાં - જ્યારે સપ્લાય વોલ્ટેજ બમણું થાય છે ત્યારે લ્યુમિનન્સ લાક્ષણિકતાની તીવ્રતા; પાવડરમાં તે 25 સુધી પહોંચે છે, ફિલ્મમાં - 1000. સ્પેક્ટ્રમ, હકીકતમાં - રંગ, ફોસ્ફરમાં ઉમેરાયેલા એક્ટિવેટર્સ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ ઉત્સર્જકોના ગેરફાયદામાં પરિમાણોમાં મોટા ફેરફારોનો સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, તેમના ઓપરેશન દરમિયાન બ્રાઇટનેસ 4000 કલાકમાં 3 ગણી ઘટે છે. પરંતુ આ મોટા કણોવાળા પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનોફોર્સને લાગુ પડે છે.

નવીનતમ આધુનિક ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનોફોર્સમાં 12-18 એનએમના કણોનું કદ હોય છે, તેમની સાથે તેજ 300 સીડી સુધી વધે છે, અને ઓપરેશનના પ્રથમ 40 કલાક દરમિયાન તેજમાં 20% જેટલો ઘટાડો પાવર સપ્લાય પરિમાણો (ફ્રીક્વન્સી અને ઉત્તેજના વોલ્ટેજ) દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. , અને આ રીતે ઓપરેશનલ લાઇફ 12000 કલાક સુધી પહોંચે છે...

અપારદર્શક ઇલેક્ટ્રોડની વિવિધ ડિઝાઇન આના પર બિલ્ડ કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ ઉત્સર્જકોનો ઉપયોગ કરીને માહિતી પ્રદર્શનના વિવિધ મૂળાક્ષરો, સાંકેતિક અને સંખ્યાત્મક સ્વરૂપોને પ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપે છે. ખાસ મેટ્રિક્સ સ્ક્રીનો.

ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ પેનલ્સ અકાર્બનિક અથવા કાર્બનિક પદાર્થોની પાતળી ફિલ્મો તરીકે ઉપલબ્ધ છે. સ્ફટિકીય ફોસ્ફોર્સની ચમકનો રંગ સક્રિય થતી અશુદ્ધતા પર આધાર રાખે છે.મૂળભૂત રીતે, આવી પેનલ એ બિલ્ટ-ઇન વોલ્ટેજ કન્વર્ટરમાંથી મેળવેલ 60 થી 600 વોલ્ટના વોલ્ટેજ દ્વારા ખવડાવવામાં આવેલ ફ્લેટ કેપેસિટર છે.

ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ સામગ્રીનો ઉપયોગ થાય છે: III-V InP, GaAs, GaN (LED માં), ચાંદી અથવા તાંબા દ્વારા પાવડરના રૂપમાં સક્રિય થયેલ ઝિંક સલ્ફાઇડ (વાદળી-લીલો ચમક આપે છે), અને પીળો-નારંગી ગ્લો મેળવવા માટે, જસત મેંગેનીઝ દ્વારા સક્રિય કરેલ સે સલ્ફાઇડનો ઉપયોગ કરે છે.

ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ ડિસ્પ્લે (ELD) - કંડક્ટરના બે સ્તરો (પાતળા એલ્યુમિનિયમ ઇલેક્ટ્રોડ અને પારદર્શક ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે) વચ્ચે ખાસ પ્રોસેસ્ડ ફોસ્ફર અથવા GaAs સ્ફટિકો ધરાવતા ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ સામગ્રીના સ્તર દ્વારા બનાવવામાં આવેલ વિશિષ્ટ પ્રકારનું પ્રદર્શન. જ્યારે વાયર પર વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ સામગ્રી ચમકવા લાગે છે.

પેનલ્સ, ડિસ્પ્લે, વાયર, વગેરે. - ઉપભોક્તા ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને લાઇટિંગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ ઇલ્યુમિનેટર્સ… તેઓ એલસીડી ડિસ્પ્લે, વિવિધ ઉપકરણોના ભીંગડા, કીબોર્ડની બેકલાઇટમાં સેવા આપે છે અને તેનો ઉપયોગ લેન્ડસ્કેપ્સ અને આર્કિટેક્ચરલ સ્ટ્રક્ચર્સની સુશોભન ડિઝાઇન માટે પણ થાય છે.

ઈલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ ડિસ્પ્લેમાંથી ગ્રાફિક્સ, અક્ષરોનું સંશ્લેષણ, ઉચ્ચ ઇમેજ ગુણવત્તા, સારો કોન્ટ્રાસ્ટ, ઉચ્ચ તાજું દર અને તાપમાન પ્રત્યે નબળી સંવેદનશીલતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આ ગુણધર્મોને લીધે, તેનો ઉપયોગ લશ્કરી, તબીબી અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં થાય છે.