Электронолюминесценция наноконусов для пэд.
Разработан малоразмерный аналог ЭЛТ – полевые эмиссионные дисплеи (ПЭД) или Field Emission Display (FED).
Рис. Структура ПЭД.
Как и в ЭЛТ, в ПЭД - дисплеях изображение создается за счет свечения люминофора, возбуждаемого потоком электронов. В случае ЭЛТ используются три электронные пушки, лучи каждой из которых при помощи отклоняющей системы последовательно пробегают по строкам экрана. А в ПЭД - дисплеях применяются малогабаритные источники электронов (молибденовые наноконусы диаметром около 200 нм), массивы которых расположены в каждой из ячеек экрана.
Благодаря использованию множества крохотных «холодных» катодов ПЭД - дисплеи при том же размере экрана получаются значительно более тонкими и легкими и обладают более низким энергопотреблением по сравнению с устройствами на базе ЭЛТ. ПЭД - дисплеи обеспечивают столь же высокую яркость изображения и широкий эффективный угол обзора, что и ЭЛТ-мониторы. При этом ПЭД - технология позволяет добиться более высокого (по сравнению с ЭЛТ) контраста изображения при сохранении столь же высокой точности цветопередачи (чем пока не могут похвастаться ЖК-дисплеи). Использование большого количества источников электронов (до нескольких тысяч на каждый пиксел) позволяет обеспечить высокую надежность ПЭД -дисплеев. Недостатком ПЭД -дисплеев является сложность их производства. По этой причине выпуск подобных дисплеев может быть рентабельным лишь при изготовлении панелей с относительно большим размером экрана.
Электролюминесценция. Светодиоды.
Светодиоды - это преобразователи электрической энергии в световую, которая является результатом рекомбинации в р-п переходе пар «электрон – дырка» с выделением кванта света. Вблизи р-п перехода концентрация пар больше, чем в других областях. Но при большой толщине перехода значительная часть выделенной энергии расходуется на нагрев – безизлучательная рекомбинация. Уменьшение толщины перехода увеличивает долю света по сравнению с нагреванием. Использование очень тонких гетеропереходов (слоев с различными свойствами) позволяет накапливать электроны в определенных областях и, следовательно, повышает эффективность преобразования. Цвет излучения (длина волны λ) определяется материалами полупроводников (шириной запрещенной зоны).
Рис. Схема и энергетическая диаграмма полупроводникового светодиода.
Органический светодиод (OLED) содержит несколько слоев из органических веществ. Светодиоды – источники некогерентного (широкополосного) излучения.
Рис. Структура органического светодиода (OLED).
Еще одним электролюминесцентным источником является биполярный транзистор на перекрестии нанопроволоки из p-Si и нанопроволок из прямозонного полупроводника с электронным типом проводимости, например, из n-GaN, n-CdS , n-CdSe , n-InP. Электронные полупроводники имеют различные значения энергетического зазора запрещенной зоны полупроводников Eg, что обеспечивает различный цвет излучения. Нанопроволочная схема, благодаря сверхмалым размерам обладает высоким быстродействием.
Рис. Схема формирования транзистор на перекрестии и таблица значений энергетического зазора запрещенной зоны полупроводников Eg.
Рис. Спектры излучения транзисторов на перекрестиях с различными полупроводниками: GaN – синий, CdS – зеленый, CdSe – красный.