일렉트로루미네센스

Electroluminescence
일렉트로루미네센스 백라이트를 온(위) 또는 오프(아래)로 한 액정 디스플레이의 그림

일렉트로루미네센스(EL)는 전류가 흐르거나 강한 전장에 반응하여 물질이 빛을 방출하는 광학 현상 및 전기 현상입니다.이는 열(발광), 화학반응(화학발광), 소리(소음발광) 또는 기타 기계적 작용(기계발광)으로 인한 흑체 발광과는 구별된다.

메커니즘

클럭 라디오용 청색/녹색 일렉트로루미네센스 광원의 스펙트럼(위 이미지와 유사).피크 파장은 492 nm, FWHM 스펙트럼 대역폭은 약 85 nm로 상당히 넓습니다.

일렉트로루미네센스는 일반적으로 반도체인 물질에서 전자와 구멍이 복사적으로 재결합된 결과입니다.들뜬 전자는 광자로 에너지를 방출한다.재결합 전에 전자와 홀을 도핑하여 p-n 접합을 형성하거나(발광다이오드 등의 반도체 일렉트로루미네센스 디바이스에서) 강한 전계에 의해 가속되는 고에너지 전자의 충격에 의해 들뜸을 통해(전계발광 디스플레이의 포스포터와 같이) 분리할 수 있다.

최근 태양전지가 광대전력 효율(개방전압 개선)을 개선하면서 광대전력 효율(EL)[1]도 개선되는 것으로 나타났다.

일렉트로루미네센스 소재의 예

일렉트로루미네센스 소자는 유기 또는 무기 일렉트로루미네센스 재료를 사용하여 제작됩니다.활성 물질은 일반적으로 빛의 출구를 허용하기에 충분한 대역폭을 가진 반도체입니다.

가장 대표적인 무기 박막 EL(TFEL)은 황색-주황색 방출을 가진 ZnS:Mn입니다.EL 재료 범위의 예는 다음과 같습니다.

실용적인 구현

가장 일반적인 일렉트로루미네센스(EL) 장치는 분말(주로 조명 용도로 사용) 또는 박막(정보 디스플레이용)으로 구성됩니다.

LEC

작동 중인 일렉트로루미네센스 야간 조명(230V에서 0.08W 사용, 1960년부터 사용, 조명 직경은 59mm)

발광 캐패시터(LEC)는 적어도[2] 1961년부터 일렉트로루미네센스 패널을 나타내는 용어입니다.제너럴일렉트릭(GE)은 1938년부터 지금까지도 계기판 디스플레이용 야간 조명과 백라이트로 제조된 평판 일렉트로루미네센스 패널에 대한 특허를 보유하고 있다.일렉트로루미네센스 패널은 콘덴서이며, 외부 플레이트 사이의 유전체는 콘덴서가 충전될 때 광자를 방출하는 형광체입니다.접점 중 하나를 투명하게 함으로써 노출된 넓은 면적이 빛을 [3]발한다.

각 게이지 포인터가 개별 광원이기도 한 일렉트로루미네센스 자동차 계기판 백라이트는 1960년형 크라이슬러 및 임페리얼 승용차에서 생산에 들어갔으며 1967년까지 여러 크라이슬러 차량에서 성공적으로 지속되어 "패널 라이트"로 판매되었습니다.

야간등

살렘과 댄버스에 있는 실바니아 조명 부문(오른쪽)은 크라이슬러 계기판이 생산에 들어간 것과 거의 같은 시기에 상표명 Panelheatrenged로 EL 나이트 램프(오른쪽)를 생산 및 판매했습니다.이 램프는 매우 안정적인 것으로 입증되었으며, 일부 샘플은 거의 50년 동안 계속 작동해도 여전히 작동하는 것으로 알려져 있습니다.1960년대 후반, 미국 매사추세츠 주 니덤에 있는 실바니아의 전자 시스템 사업부는 펜실베이니아 주 엠포리움에서 제조된 전기 발광 디스플레이 패널을 사용하여 아폴로 달 착륙선과 명령 모듈을 위한 몇 가지 기기를 개발 및 제조했습니다.미국 매사추세츠 주 서드베리의 레이시온은 디스플레이 키보드 인터페이스(DSKY)의 일부로 실바니아 일렉트로루미네센스 디스플레이 패널을 사용한 아폴로 안내 컴퓨터를 제조했습니다.

백라이트

일렉트로루미네센스 백라이트를 탑재한 Casio 디지털 LCD 시계.

분말 형광체 기반의 일렉트로루미네센스 패널은 액정 디스플레이의 백라이트로 자주 사용됩니다.비교적 적은 전력을 소비하면서 디스플레이 전체에 부드럽고 균일한 조명을 제공합니다.따라서 호출기, 손목시계, 컴퓨터 제어식 온도조절기 등 배터리 구동식 기기에 편리하며, 부드러운 녹색 시안의 빛은 기술 분야에서 흔히 볼 수 있습니다.비교적 고전압(60~[4]600볼트)이 필요합니다.배터리로 작동하는 장치의 경우 이 전압은 장치 내의 컨버터 회로에서 생성되어야 합니다.이 컨버터는 백라이트가 활성화되어 있는 동안 종종 윙윙거리는 소리나 사이렌 소리를 냅니다.라인 전압 작동 장치의 경우 전원 라인에서 직접 공급될 수 있습니다.일렉트로루미네센스 나이트라이트는 이런 방식으로 작동합니다.단위 면적당 밝기는 전압 및 [4]주파수가 증가함에 따라 증가합니다.

박막 형광체 일렉트로루미네센스는 1980년대 일본 샤프사, 핀란드 핀룩스(Oy Lohja Ab), 미국 플래너시스템즈 등에 의해 처음 상용화됐다.본 발명의 장치에서는, 황색 발광 망간 도프 황화 아연 재료에서, 밝고 장수명 발광이 실현된다.이 기술을 사용한 디스플레이는 견고성과 넓은 시야각이 중요하고 액정 디스플레이가 잘 개발되지 않은 의료 및 차량 용도로 제조되었습니다.1992년 Timex는 일부 시계에 Indiglo EL 디스플레이를 선보였다.

최근에는 장수명 가능성을 제공하는 청색, 적색, 녹색 발광 박막 일렉트로루미네센스 소재와 풀컬러 일렉트로루미네센스 디스플레이가 개발되었습니다.

어느 경우든 EL 재료는 2개의 전극 사이에 봉입되어야 하며 적어도 1개의 전극이 투명해야 생성된 빛이 빠져나갈 수 있습니다.산화인듐 주석으로 코팅된 유리는 일반적으로 전면(투명) 전극으로 사용되며 후면 전극은 반사 금속으로 코팅됩니다.또한 전면 전극으로는 카본나노튜브 코팅이나 PEDOT 등 다른 투명 도전 재료를 사용할 수 있다.

디스플레이 애플리케이션은 주로 수동적입니다(즉, 전압은 디스플레이의 트랜지스터에서 구동되는 디스플레이의 가장자리에서 구동됩니다).LCD의 경향과 마찬가지로 액티브 매트릭스 EL(AMEL) 디스플레이도 실증되어 있습니다.각 픽셀의 전압을 연장하기 위해 회로를 추가합니다.TFEL의 솔리드 스테이트 특성으로 실리콘 기판에서도 매우 견고하고 고해상도 디스플레이를 제작할 수 있습니다.1280×1024의 AMEL 디스플레이는 1000 라인/인치(LPI) 이상에서 Planel [5][6]Systems를 포함한 컨소시엄에 의해 시연되었습니다.


일렉트로루미네센스 기술은 네온 램프나 형광 램프와 같은 경쟁 조명 기술에 비해 전력 소비량이 낮습니다.이는 재료의 얇은 두께와 함께 EL 기술을 광고업계에 가치 있게 만들었습니다.관련된 광고 어플리케이션에는 일렉트로루미네센스 광고판 및 간판이 포함됩니다.EL 제조업체는 일렉트로루미네센스 시트의 어떤 영역이 언제 점등되는지 정확하게 제어할 수 있습니다.이것에 의해, 광고주는 기존의 광고 공간과 호환성이 있는 보다 동적인 광고를 작성할 수 있게 되었습니다.

EL 필름은 이른바 램버트식 라디에이터입니다. 네온 램프, 필라멘트 램프 또는 LED와 달리 표면의 밝기는 모든 시야에서 동일하게 나타납니다. 일렉트로루미네센스 빛은 방향이 아니기 때문에 루멘 또는 럭스로 측정한 (열) 광원과 비교하기 어렵습니다.표면에서 방출되는 빛은 완벽하게 균일하며 눈으로 잘 감지됩니다.EL 필름은 대역폭이 매우 좁고 균일하며 먼 거리에서 볼 수 있는 단주파(단색) 빛을 생성합니다.

1966년 일렉트로루미네센스 조명이 장착된 Dodge Charger 계기판.크라이슬러는 1960년식 모델인 '패널 라이트닝'에서 EL 패널 라이팅을 탑재한 자동차를 처음 선보였다.

원칙적으로 EL램프는 어떤 색상으로도 만들 수 있습니다.그러나 일반적으로 사용되는 녹색은 인간 시력의 피크 감도와 거의 일치하며, 최소 전력 입력에 대해 가장 큰 외관상 광출력을 생성한다.네온이나 형광등과 달리 EL램프는 음극 저항 장치가 아니기 때문에 이를 통과하는 전류량을 조절하기 위해 별도의 회로가 필요하지 않습니다.현재 사용되는 새로운 기술은 구동 주파수에 따라 600~400nm의 빛을 내는 멀티 스펙트럼 인광기를 기반으로 합니다. 이는 AQUA EL 시트에서 볼 수 있는 색 변화 효과와 유사하지만 더 큰 규모로 볼 수 있습니다.

현재 전기 발광 조명은 차량 지붕에 영숫자가 포함된 공공 안전 식별 응용 프로그램으로 사용되어 공중에서 [7]볼 때 명확한 가시성을 제공합니다.

일렉트로루미네센스 조명, 특히 일렉트로루미네센스 와이어(EL 와이어)는 많은 디자이너들이 엔터테인먼트 [8]및 야간 산업에 이 기술을 도입하면서 의류 분야에도 진출했습니다.

엔지니어들은 빛을 방출하면서 원래의 6배 이상의 크기를 늘릴 수 있는 일렉트로루미네센스 "피부"를 개발했다.이 초탄성 발광 캐패시터(HLEC)는 이전에 테스트한 스트레칭 가능 디스플레이의 2배 이상의 스트레칭을 견딜 수 있습니다.절연 엘라스토머 시트를 끼우는 투명한 하이드로겔 전극 층으로 구성됩니다.엘라스토머는 신축, 롤링 및 기타 변형 시 휘도와 캐패시턴스가 변화합니다.이 그룹의 HLEC는 원래 크기의 480% 이상의 변형률로 빛을 방출할 수 있을 뿐만 아니라 부드러운 로봇 시스템에 통합될 수 있는 것으로 나타났습니다.3개의 6층 HLEC 패널이 함께 결합되어 기어다니는 소프트 로봇이 되었습니다.상부 4층은 밝은 피부를 구성하고 하부 2층은 공압식 액추에이터입니다.이 발견은 의료, 교통, 전자 통신 및 기타 [9]분야에서 상당한 발전을 가져올 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Raguse, John (April 15, 2015). "Correlation of Electroluminescence with Open-CIrcuit Voltage from Thin-Film CdTe Solar Cells". Journal of Photovoltaics. 5 (4): 1175–1178. doi:10.1109/JPHOTOV.2015.2417761.
  2. ^ National Electronics Conference, 제17권, National Engineering Conference, Inc., 1961; 328페이지
  3. ^ 레이먼드 케인, 하인즈 셀, 램프 속 혁명: 50년 진보의 연대기, 제2판,The Fairmont Press, Inc, 2001 ISBN 0881733784, 122~124쪽
  4. ^ a b 도널드 G.핑크와 H.Wayne Beaty, Standard Handbook for Electric Engineers, 11판, 뉴욕 McGraw-Hill, 1978, ISBN 0-07-020974-X 페이지 22-28
  5. ^ Ron Kormaei, et al., "고해상도 액티브 매트릭스 일렉트로루미네센스 디스플레이", Society for Information Display Digest, 137, 1994.
  6. ^ "Active Matrix Electroluminescence (AMEL)" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2012-07-22.
  7. ^ "air-el". Federal Signal. Retrieved July 23, 2016.
  8. ^ 다이애나 엥'패션 괴크: 의류 액세서리 테크'. 2009년.
  9. ^ Cornell University (March 3, 2016). "Super elastic electroluminescent 'skin' will soon create mood robots". Science Daily. Retrieved March 4, 2016.

외부 링크