电致发光灯


图片:爱迪生技术亚慱足球网址多少中心/ Planar: www.Planar.com

利用电流通过荧光粉或半导体
商业历史
今天(1950年-)

介绍&统计

它们是如何工作的

发明人和发展

简单地说,EL灯或“高场电致发光”灯使用电流直接通过荧光粉来发光。与大多数灯不同的是,它们可以被做成非常平坦的形状,或者是狭窄的金属丝形状。
电致发光或“EL”是电能的非热转换为光能。这种现象用于EL灯,LED和OLED。在此页面中,我们谈论通过在磷光体材料中激发亚博体育官方app高能量电子来创造光的EL器件zns:mn.。这种类型的设备使用“高场电致发光“。

- 与...不同led / oled其中,oled使用p/n结(两种半导体材料,电子和空穴在边界结合)。在EL中,有一个层叫做激活层,整个层都在发光,而不仅仅是边界
- 与...不同白炽。通过白炽,您可以通过材料发送电流,这会产生热量,并且热量发光在足够高的温度下。
更多关于高铁的工作原理(下面

常用用途:夜灯,装饰发光衣物,手表照明,扁面墙装饰照明,耐用的防水显示屏,医疗工具显示屏,最近电脑显示器和广告牌

经典电视机使用电致发光。CRT(阴极射线管)具有由稀土氧化物和氧化氢制成的电致发光涂层。当通过从管背面的阴极射出的电子击中时,这些材料发光。

所有的信用和来源都位于每个照明页面的底部

消费者可能熟悉品牌名称面粉和Indiglo,其中灯具和使用EL的手表灯。平面夏普公司在显示器中使用了电致发光的使用。

左图:市场上最早的EL灯之一:西尔瓦尼亚牌面板灯,120 V .02 w夜灯,直接插在墙上,提供柔和的绿色辉光。

好处:
低瓦数
有序的生活
不需要外部电路(不需要镇流器来限制电流,它可以直接插入交流电源,并通过它自己的电阻率来自我调节电源)
-可制成扁平柔性板、窄弦和其他小形状
-可制成防水电脑显示器,比液晶显示器或等离子显示器更耐用、更轻。
-不像液晶显示器那样作为电脑显示器使用,在各个角度看起来都很好
-el显示器可以处理令人印象深刻的-60 c至95℃温度范围,LCD监视器无法做到

缺点:
- 由于荧光粉的低腔输出(到目前为止),对于大面积的一般照明(迄今为止)
-低流明每瓦额定值,但通常灯不用于高流明输出
- 尽管较新技术比老年磷光体更好,但在这一点上更好
- 可靠的扁平EL薄片在弯曲时磨损,耐用性正在进行
-灯可以使用大量的电:60-600伏特
-典型的EL在与直流电源(如手表)一起使用时需要一个转换器(为了产生更高频率的交流电源,这是可以听到的)

EL统计
*每瓦的流明:2-6
*灯寿命:2000 - 50000小时
*中国国际广播电台- N / A
*色温 - N / A.
*适用于0.01 - 3 W.

左:EL背景液晶显示,
在20世纪90年代延时销售为“Indiglo”


电致发光出口标志,易于操作低功耗和非常长的灯泡寿命。照片:Limelite

1.它是如何工作的:

如何在EL有效地有几种变化,具体取决于您是否谈论平板灯,绳光,直流电EL技术,薄膜EL显示器或其他复杂的设计。亚博体育官方app

EL器件是单载波器件由于Mn原子等光学中心的冲击激发而放出光。它们通过在主机矩阵(通常ZnS)中运输高能电子来执行此操作。

为简单起见,我们将描述一个简单的EL灯:

高压交流电源通过薄的磷光体或半导体,这导致光的发射。当电子通过将其从一个电极从一个电极转移到另一个电极时,两层固体材料(一个是透明的)用作电极和粉末磷光体或半导体。由于铟锡等透明导体的开发,光在一侧逸出了该设备。

厚荧光粉EL灯用于最简单的灯泡,用于照明,包括夜灯和退出/安全标志。下面的图形显示了厚的荧光灯。

薄膜和厚电介质EL (TFEL, TDEL)该技术应用于各种各样的应用中,EL显示器(ELDs)是最常用的。显示器并不是传统意义上的“灯”,但是我们在这里讨论它在EL发展中的重要性。TFEL和TDEL经常使用稀土材料,如Er、Tm、In等。

TFEL - 薄膜电致发光器件
TFEL在20世纪50年代出现,它的不同之处在于它包含较薄的有源层和不同的结构。TFEL是厚粉施工的改善,它允许小型设备和显示器上的像素精确控制。开发将诸如薄多晶膜置于基板(支撑材料)上的方法是挑战,但是已经开发了许多过程以允许TFEL技术扩展。下面突出了TFEL设备的基本结构。
笔记:
截至2012年,tfel的最大流明为每瓦6流明。
-TFEL通常需要每厘米1.5毫升,使有源层制作光线

TFEL建筑视频:

TFEL是如何工作的:
TFEL具有磷光体层,当施加大的电场时发光。磷光体的该薄膜需要这种高能量,即通过磷光体中的缺陷存在损坏短路的可能性。在电极和磷光体之间使用绝缘层以限制电流并使TFEL正常工作。

TFEL器件的行为就像3个串联电容器:电压上升和击穿电压达到电流流过半导体层(荧光粉),激发荧光粉,并使光。绝缘层起电容器的作用,产生电压并击穿。

在您了解EL设备的工作原理之前,您可能希望查看电容如何在此视频中工作:


效率:
随着电压的升高,越来越多的锰中心被激发,器件变亮。(6流明每瓦)一段时间后,升高的电压不会使器件更亮,因为Mn中心已经饱和,效率在这一点下降(例如3流明每瓦)

颜色:
制作显示中使用的主要颜色是防止使用EL用于电视或计算机监视器的主要问题。工程师使用过滤器来制作光线。可以通过将白色滤成红色,绿色和蓝色来制造颜色,但开发有效的白磷光体一直很难。工程师还在开发单独的RGB磷光体上工作。
Zns:Mn是一种绿色,这是最有效的磷光体。许多EL显示器是绿色和红色,因为它们可以从绿色过滤红色。CAS:欧盟创造了红色,但它并没有足够亮。制作有足够亮度的高效蓝磷,这是挑战。每瓦的0.1流明,由Heinrich赫兹研究所实现也不够好。请记住,这必须与LCD技术竞争,以便在市场上生存。Baal2S4:欧盟是用于蓝色的主要磷光体。虽然TFEL在获得可接受的效率下遇到问题,但TDEL已经取得了更可接受的3个流明P / W.


数字显示使用EL背光液晶数量段

EL荧光粉:
大多数ELs是由ZnS:Mn(掺杂锰的硫化锌)制成的。
用于制造EL灯的其他材料是
- 硫化锌与铜或银
-硫化锌与各种碱金属为蓝色,绿色,红色,白色

- 与硼 - 蓝色的德国
-iii-V半导体INP
-Gaas,和Gan
无机半导体

外延

薄膜电致发光利用外延过程在基底上生长晶体。这一过程允许人们在玻璃或其他平面(这种表面提供结构,被称为“基板”)上创建一层“薄膜”或超薄材料层(以纳米(nm)测量)。TFEL外延产生大约500纳米厚的层,尽管尺寸根据产品亚博体育官方app而变化。稍后的TDEL.(厚电介质EL)被开发用于生产比TFEL更高亮度的产品。TDEL使用一种结构,电极与较厚的荧光粉之间用一层薄绝缘层隔开。TFEL和TDEL都采用外延,从MBE(分子束)到ALE(原子层外延)(后来更名为ALD(原子层沉积))有多种外延形式。理解外延需要一些时间,我们推荐这个领域的在线讲座和web站点。阅读更多关于ALD的亚博体育官方app信息这里(PDF)

透明和不透明的EL显示器

构建非透明TFEL显示器的一种方法是为塑料薄膜或玻璃使用两层,涂有氧化铟锡(ITO)或其他半导体,而另一个平坦表面具有反射材料。光线将在“有源”的磷光体层中产生(例如ZnS Mn)。在错误的方向上发出的光将被反射从后板反射并通过具有透明半导体的对侧,以这种方式,您可以实现更高的亮度。使用许多单独控制的单位和一个控制计算机,您可以在打开或关闭设备,共同为此显示一个显示屏。在施加在单元顶部的多色显示滤波器中,可以控制单位是否发出红色,黄色或绿光。蓝色尚未开发出来,它是因为这个EL显示器目前不能与LCD技术竞争全彩消费者显示器。

透明EL显示器两层透明导电膜(tcf)作为磷光体之间的电极。由于它们没有反射备份,因此它们目前不会产生与标准EL显示器相同的亮度。尽管如此,显示屏具有一些非常有趣和独特的应用程序,尚未普遍存在。

透明导电膜(tcf)包括氧化铟锡(ITO)和掺杂氟的锡或氧化锌(FTO)(FZO)。ITO也被用于太阳能薄膜工业。碳纳米管技术是一种有机导电膜,可以取代昂贵的稀土材料如铟。聚(3,4-乙烯二氧噻吩)PEDOT膜等聚合物膜也具有取代ITO的潜力。制造更新更便宜的材料对于看到电子显示屏和灯具在消费者日常生活中的增长很重要。

这种灯以电子在半导体空穴中放射性结合的形式发出光。理解半导体如何在分子水平上工作需要很长的描述或整个讲座。印度马德拉斯理工学院有一个多视频讲座固态材料上的59分钟视频

TDEL:
TDEL或厚膜电介质EL技术以解决蓝色问题而闻名。它提供了目前唯一的全彩色RGB显示技术。

厚膜介电显示器已被证明是有效的:它们具有良好的亮度(亮度)并具有体面的效率。IFIRE Group和TDK Corporation目前持有这项技术的专利。TDEL中的磷光体是10k-20k纳米厚。展示中使用的一些TDEL使用两层磷光体。底部厚层具有耐电介质击穿,因此它可以运输更高的电流并使亮光变亮。厚介电层上方是Znmgs的着色磷光体:Mn(绿色)和BaAl2S4:Eu(蓝色)。使用此系统,可以创建RGB。

2.发明家和发展:

由科学家乔治队的乔治斯特州早在1936年使用电致发光。直到20世纪50年代,当公司开始开发技术以用于实际应用的时候。

1936-乔治·德斯特里奥他是居里夫人在巴黎实验室的同事,开始研究电致发光。他在研究ZnS粉末时创造了这个术语。
法国巴黎

1958-埃尔默Fridrich在为通用电气公司工作期间开发了EL灯,其中一些设计相当复杂。弗里德里希也因为发明了卤素灯和推进日光灯技术。他是工程团队的关键成员俄亥俄州的内拉公园和纽约州的斯克内克塔迪。
照片:通用电气(General Electric)

1958-Nataliya Andreeva VlasenkoA. Popkov.:开发了第一个TFEL原型,并在促进亮度的方法上工作。他们也在DC EL灯上开创了早期的工作。
基辅,乌克兰

1968-aron vecht.为灯和手表开发DC EL技术。英国伦敦
图片来源:格林威治大学

1974-Tuomo Suntola开发薄膜电致发光(TFEL)技术的ALE外延。这种在衬底上沉积薄半导体薄膜的方法已成为TFEL生产的基础。多晶薄膜的厚度约为500纳米。亚博体育官方app薄膜比笨重的厚荧光粉允许更多的EL使用。
Lohja,芬兰
照片:Tuomo Suntola

20世纪70年代-Hiroshi Kobayashi.与已故教授一起从事无机电致发光器件研究30多年Shosaku Tanaka.。他的工作有助于无机EL显示在日本工业的商业化。鸟取大学做了大量的工作。他于2003年退休,现在住在东京。
鸟取县/东京,日本
照片:小林宽司

1974-Toshio猪在Sharp Corporation中开发第一个实用的ELD(电致发光显示)。他使用TFEL来实现这一目标。他的展示寿命长,亮度亮。他的工作为后来的进步设定了舞台,并在未来几十年的前沿保持锋利。首先使用显示器作为医疗器械的显示。显示器是单色的,但比CRT更好地选择。
日本大阪
图片:Toshio Inoguchi和夏普公司

1980年代-克里斯托弗·n·王和团队*开发先进的EL显示,使用薄膜技术。该团队从Tektronix开始,并推出了分拆产品平面系统在1983年。随着时间的推移,新的显示器增加了可用颜色的数量。在20世纪90年代和21世纪初,提高亮度和对比度与液晶显示器竞争变得非常重要。自上世纪90年代以来,Planar公司的工程师对EL显示器进行了改进,取得了更好的亮度、对比度和效率。*吉姆•赫德、约翰•兰尼Eric R. Dickey.(冰布)
比弗顿,俄勒冈州

照片:Chris King

1990年代-邢伟吴开发TDEL技术。厚电介质EL显示器可以实现足够亮的蓝调以全彩色显示器使用。TDEL比TFEL更亮,并使用“通过蓝色”方法来实现良好的RGB。TDEL是第一个全色的COL技术。邢威武博士是主要的工程师IFIRE技术

奥克维尔,安大略省,加拿大

照片:行为艺术。iFire科技有限公司

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2000年代-对普通消费者来说,EL灯变得更加经济实惠,并被用于装饰服装和各种产品的薄膜应用。与led相比,由于最大流明产量有限且效率较低,EL技术作为一般照明的灯具并不受欢迎。EL灯独特的空间方面(平坦和灵活)使它保持一个市场利基。

自1980年以来,EL显示器仍然需要更好的蓝色荧光粉,仍然需要在显示器中使用。开发高亮度,高效蓝色将允许红色的蓝色组合,使EL显示器更好地与LCD竞争。

更详细地进一步阅读:
电致发光显示器的历史由Jeffrey A. Hart,Stefanie Ann Lenway,Thomas Murtha。1999年

灯是按时间顺序排列的

下一个:LED灯1962.


电灯

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Suntola Toumo和松村俊之

来源:
格林威治大学
电致发光显示器的历史由Jeffrey A. Hart,Stefanie Ann Lenway,Thomas Murtha。1999年
夏普公司
通用电气的故事。大厅的历史。斯克内克塔迪博物馆
Toumo Suntola
Christopher N. King的“电致发光展示”

相片:
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Limelite www.limelite.com.
Toumo Suntola
克里斯托弗·n·王
iFire科技有限公司
派包机大学的Emeritus Hiroshi Kobayashi教授

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