Elektrolüminesans

Elektrolüminesans (EL) optik ve elektriksel bir olgudur ve malzemenin içinden geçen elektrik akımına veya çok güçlü elektriksel alana tepki olarak ışık yayma durumudur. Bu durum; ısıdan (akkorluk), kimyasal reaksiyondan (kemilüminesans), sesten (Sonoilüminesans) veya diğer mekanik aksiyondan (mekanolüminesans) oluşan kara cisim ışınımından farklıdır.
Tarihi
İlk elektrolüminesans olayı 1907 yılında H. J. Round tarafından silikon karbür (SiC) bileşiğinde gözlenmiştir. H. J. Round bu çalışmada SiC dedektörden akım geçirildiğinde sarı renkte bir ışık elde etmiştir.
Çalışma Prensibi
Elektrolüminesans, elektronların ve pozitif yüklü boşlukların (hole) ışınımsal rekombinasyonu sonucudur, genellikle yarı iletkendir. Uyarılmış elektronlar enerjilerini fotonlar şeklinde yansıtır.
Elektrolüminesans Malzeme Örnekleri
Elektrolüminesans araçlar, organik veya inorganik elektrolüminesans malzelemerin birinden üretilmektedir. Aktif malzemeler genellikle, ışığın çıkışına izin verecek geniş bir bant aralığındaki yarı iletken malzemelerdir.
En tipik inorganik ince film elektrolüminesans örneği yarı-sarı emisyonlu ZnS:Mn maddesidir. Diğer elektrolüminesans çeşitleri şunlardır:
Toz haline getirilmiş ve bakır (yeşil ışık üretir) veya gümüş (açık mavi ışık üretir) katkılı çinko sülfit.
Manganez (turuncu-kırmızı renk üretir) katkılı, ince film çinko sülfit.
Doğal mavi elmas.
[Ru(bpy)3]2+(PF6-)2 gibi belirli organik yarı-iletkenler
Uygulanmış Örnekler
En yaygın elektrolüminesans örnekleri toz ve ince film halinde bulunur.
Işık yayan kondansatör terimi elektrolüminesansı tanımlamak için 1961 senesinden beri kullanılmaktadır.
Chrysler ve Imperial marka araçlarda elektrolüminesans madde araç içi panel aydınlatmasında 1960 senesinden 1967 senesine kadar kullanılmıştır.
Sylvania Lighting Division şirketi, Chrysler'le hemen hemen aynı zamanlarda, Panelescent isminde elektrolüminesans gece lambası üretti ve pazarladı. Daha sonra 1960'larda, Needham Sylvania Lighting Division tarafından üretilen elektrolüminesans ekran panelleri Apollo Lunar Lander ve Command Module araçlarında kullanıldı.
Toz fosfor bazlı elektrolüminesans panelleri sık sık sıvı kristal ekranlar (LCD) için arka plan ışığı olarak kullanıldı. Nispeten daha az elektrik tüketen bu ışıklar rahatlıkla tüm ekrana aydınlatma sağladı. Çağrı cihazları, bilgisayar kontrollü termostatlar gibi pille çalışan cihazlar için uygun hale getirildi. Ancak (60 ila 600 volt arasında) nispeten yüksek gerilim gerektirmektedir. Pille çalışan cihazlar için, bu voltaj değerleri için voltaj dönüştürücü devre gerekir. Dönüştürücü etkinken genellikle vınlama veya siren sesine benzer ses çıkarır. Elektrolüminesans gece lambaları bu şekilde çalışmaktadır. Alan başına parlaklık, artan gerilim ve frekans ile artar.
İnce film fosfor elektrolüminesans ilk olarak 1980'li yıllarda Sharp Corporation Japonya, Finlux (Oy Lohja Ab) Finlandiya, ve Planar Systems ABD'de pazarlandı. Bu ince filmde parlak, uzun ömürlü bir sarı ışık yayan manganez-katkılı çinko sülfit malzeme içinde elde edilir. 1992 yılında, Timex, bazı saatler üzerindeki İndiglo EL ekran tanıttı.
Son zamanlarda, uzun ömürlü ve tam renkli elektrolüminesans ekranlar için, mavi kırmızı ve yeşil yayan ince film elektrolüminesans malzemeler geliştirilmiştir.
Elektrolüminesans malzeme iki elektrot arasına alınmış olup bu elektrotlardan en az birinin saydam özellikte olması gerekmektedir. Arka elektrot yansıtıcı metal ile kaplanmış ise, indiyum kalay oksit ile kaplanmış cam genel olarak ön kısım (saydam) elektrot olarak kullanılır. Buna ek olarak, karbon nanotüp kaplamalar veya PEDOT gibi saydam iletken malzemeler de ön elektrot olarak kullanılabilir.
Genellikle pasif matriks tahrikli sistemler kullanılmaktadır. Buna rağmen LCD teknolojisindeki gibi aktif matriks sistemlerde bulunmaktadır (AMEL).
Elektrolüminesans teknolojiler, neon ya da floresan lamba gibi aydınlatma teknolojileriyle karşılaştırıldığında düşük güç tüketimine sahiptir. Bu durum özellikle reklam sektöründe çok değerlidir. EL üreticileri bir elektrolüminesans sayfasının alanlarını aydınlatmayı tam olarak kontrol edebilir. Bu durum reklam verenler için geleneksel reklam alanlarında daha dinamik reklam oluşturma yeteneğini sağlamıştır.
Elektrolüminesans aydınlatma tekstil ürünlerinde de özellikle eğlence ve gece hayatı endüstrisinde yer bulmaya başladı.