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.