2.4.1.  Принцип действия

Электролюминесцентные порошковые излучатели – это одна из разновидностей излучающих полупроводниковых приборов, в которых используется электролюминесценция электролюминофо­ра. Электролюминесцентный порошковый излучатель представляет собой многослойную систему, состоящую из стеклянной подложки, на которую последова­тельно наносят проводящий про­зрачный электрод из оксидов раз­личных металлов  (SnO2, In2O3, CdO и др.), слой электролюмино­фора, защитный диэлектрический слой в виде лакового покрытия или тонкого слоя диоксида, либо оксида кремния (SiO2, SiO) и второго элек­трода (рис. 2.13).

Одним из наиболее распростра­ненных электролюминофоров явля­ется сульфид цинка (ZnS), активиро­ванный для получения яркого свечения примесями меди, марганца и других элементов. Зерна или поликристаллы сульфида цинка скрепляются между собой диэлектрической связкой. Так как отдельные зерна порошка сульфида цинка разделены диэлектри­ческой связующей прослойкой, электролюминесцентные конден­саторы могут работать только при переменном напряжении, т.е. возбуждение электролюминофора происходит под действием электрического поля.

Под действием приложенного напряжения происходит иони­зация примесных атомов электролюминофора либо в результате туннелирования электронов с примесных уровней в зону прово­димости (электростатическая ионизация), либо в результате ударной ионизации в сильном электрическом поле в обедненных поверхностных слоях зерен сульфида цинка.

Рис. 2.13. Структура электролюминесцентного порошкового излучателя: 1 – стеклянная подложка; 2 – прозрачный электрод; 3 – слой электролюминофора; 4 – защитный слой; 5 – металлический электрод

После возбуждения поверхностных слоев зерен электролюми­нофора происходит процесс высвечивания электролюминофора – рекомбинация носителей заряда с выделением избыточной энер­гии в виде квантов света. Наряду с излучательной рекомбинаци­ей происходит и безызлучательная рекомбинация, при которой избыточная энергия выделяется в виде квантов тепловой энергии.

Цвет излучения определяется шириной запрещенной зоны электролюминофора и глубиной залегания энергетических уров­ней рекомбинационных ловушек в запрещенной зоне. Длитель­ность процесса высвечивания (послесвечения) зависит от време­ни жизни неосновных носителей заряда и от наличия в электро­люминофоре ловушек захвата, которые могут существенно увели­чить эффективное время жизни носителей.