7.2.2. Основные характеристики электролюминесценции кристаллофосфоров

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

Спектр люминесценции – это распределение энергии излучения по длинам волн излучения, то есть зависимость . Спектры электролюминесценции кристаллофосфора зависят от природы вещества и от природы и концентрации активатора (и соактиватора). Они представляют собой широкие полосы, расположенные чаще всего в видимой части спектра.

Спектр электролюминесценции зависит также и от частоты возбуждающего поля. Особенно отчетливо эта зависимость проявляется в том случае, когда электролюминофор имеет несколько полос излучения. Например, в ZnS:Cu – люминофорах медь, являющаяся активатором, дает две полосы люминесценции (рис.7.3): «зеленую» с максимумом, приходящимся на =520 нм, и «синюю» с максимумом – на=460 нм. Из рисунка видно, что по мере увеличения частоты возбуждающего напряжения в спектре увеличивается доля «синей» полосы.

Зависимость яркости свечения от напряженияU возбуждающего поля называют вольт-яркостной характеристикой.

Сувеличением напряжения растет напряженность электрического поля в кристаллах; растет и сила, действующая на электроны.

Каждый электрон раньше приобретает энергию, достаточную для ионизации центра. Вновь ускорившись, он сможет ионизировать еще несколько центров (за полпериода изменения напряжения). Яркость излучения будет тем больше, чем большее количество этих электронов затем прорекомбинирует с ионизированными центрами свечения.

Следует учесть, что происходит лавинное умножение электронов, поэтому зависимость яркости от напряжения будет нелинейной (рис.7.4).

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

, (7.2.1)

где - средняя яркость электролюминесценции; -напряжение;и -коэффициенты, определяемые из опытных данных, причемхарактеризует поступление первичных электронов,зависит от условий концентрации поля в кристалле.

Другой важной характеристикой является зависимость средней яркости от частоты возбуждающего поля. Чем выше частота, 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. На ход этой зависимости оказывает влияние изменение спектрального состава излучения при изменении частоты возбуждающего поля (рис.7.5).

7.2.3.Электролюминесцентный источник света

Для наблюдения и практического использования явления электролюминесценции применяются специальные устройства – электролюминесцентные источники света (их также иногда называют электролюминесцентными порошковыми излучателями или электролюминесцентными конденсаторами.)

Электролюминесцентный излучатель состоит (рис.7.6) из стеклянной пластины 1, на которую нанесены прозрачный электрод 2, слой 3, состоящий из порошкообразного люминофора, распределенного в диэлектрике, изолирующий слой 4 и металлический непрозрачный электрод 5. Переменное напряжение, возбуждающее ЭЛ, подводится к электродам 2 и 5. Форма светящейся поверхности повторяет форму электрода 5. Это позволяет получить светящееся изображение в виде цифр, схем и других знаков.

Зависимости, приведенные на рис.7.3-7.5, измерены не на монокристаллах ZnS:Cu, а с помощью электролюминесцентного излучателя и являются характеристиками и явления – электролюминесценции, и прибора - излучателя. Электролюминесцентные излучатели находят широкое применение в различных областях науки и техники. Они используются в качестве источников света, усилителей и преобразователей изображений, знаковых и цифровых индикаторов и т.п.

Они 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.