Основные характеристики электролюминесценции кристаллофосфоров

Основными характеристиками электролюминесценции кристаллофосфоров являются: спектр излучения, вольт-яркостная характеристика и зависимость яркости от частоты поля.

Спектры ЭЛ кристаллофосфора зависят от природы вещества и от природы и концентрации активатора. Они представляют собой широкие полосы, расположенные чаще всего в видимой части спектра.

Спектр ЭЛ зависит также и от частоты возбуждающего поля. Особенно резко эта зависимость проявляется в том случае, когда электролюминофор имеет несколько полос излучения. В ZnS:Cu медь, являющаяся активатором, даёт две полосы люминесценции: зелёную с максимумом, приходящимся на =520 нм, и синюю с максимумом – на =460 нм. По мере увеличения частоты возбуждающего напряжения в спектре увеличивается доля синей полосы.

Спектр излучения ZnS-Cu люминофора при различных частотах возбуждающего напряжения

Зависимость яркости от напряжения (вольт-яркостная х-ка)

С увеличением напряжения растёт напряжённость электрического поля в кристаллах; растёт и сила, действующая на электроны. Каждый электрон раньше приобретает энергию, достаточную для ионизации центра. Вновь ускорившись, он сможет ионизировать ещё несколько центров (за полпериода изменения напряжения). Яркость излучения будет тем больше, чем большее количество этих электронов затем прорекомбинирует с ионизированными центрами свечения. Образование электронной лавины – нелинейный процесс, поэтому зависимость яркости от напряжения нелинейна.

Вольт-яркостная характеристика

Существуют различные способы аппроксимации (приближённого описания) вольт-яркостной характеристики. Наибольшее распространение получило следующее описание:

,

где - средняя яркость свечения; U- напряжение на ЭЛ источнике;

A и b - коэффициенты, определяемые из опытных данных (A -характеризует поступление первичных электронов,

b -зависит от условий концентрации поля в кристалле.

Частотная зависимость яркости

Чем выше частота возбуждающего поля, тем большее число актов ионизации центров свечения и актов рекомбинации электронов с центром свечения будет происходить за единицу времени. С ростом частоты средняя яркость возрастает.

Частотная Зависимость яркости

На ход этой зависимости оказывает влияние изменение спектрального состава излучения при изменении частоты возбуждающего поля.

Электролюминесцентный источник света

Для наблюдения и практического использования явления ЭЛ применяются специальные устройства – электролюминесцентные источники (ЭЛИ) света, их также называют электролюминесцентными конденсаторами.

Устройство ЭЛ источника

1- стеклянная пластина;

2 – прозрачный электрод;

3 – слой, состоящий из порошкообразного люминофора, распределённого в диэлектрике,

4 - изолирующий слой;

5 - металлический непрозрачный электрод.

Форма светящейся поверхности повторяет форму электрода 5,это позволяет получить светящееся изображение в виде цифр, схем и других знаков.

ЭЛ источники находят широкое применение в различных областях науки и техники. Они используются в качестве источников света, усилителей и преобразователей изображений, элементов памяти, знаковых и цифровых индикаторов и т.п.

ЭЛ устройства непосредственно преобразуют электрическую энергию в световую, потребляют сравнительно малую мощность, могут давать большие светящиеся поверхности, имеют достаточно высокую механическую прочность и большой (до 10 000 часов) срок службы.