EL冷光片(场致发光片)工作原理
什么是EL(冷光片)?
电激发光(Electro Luminscent)简称EL。
发光材料(Phospher Partides)硫化锌的粒子,通过加在两极的交流电压驱动产生的交流电场,电子在发光层内高速运转,激活发光原子,使其被加速而获得足够能量,被电场 激发的电子碰擅发光中心及荧光物质,而引致电子能极的跳跃 —变化—复合而导致发射出高效率的冷光的一种物理现象,即电激发光现象,电激发光是一种由电能转为光能的现象,因其中在工作的过程中不会产生热量,所以一 般俗称“冷光”。
操作原理
冷光是一种转换电能的装置,冷光光源一般的工作电压和频率,经调整后操作电压可由AC40V~AC220V,而操作频率可由50赫兹到2000赫兹,增加电压将会增加冷光亮度,若增加频率亦可增加亮度,但同时会改变发光颜色。
其发光特性为不产生阴影、不令人晕眩、亮度均匀及霓虹效果……等;并配合环境需求,如:狭窄的空间、复杂的造型、温度及电耗限制、震动的环境……等的情况下,EL弥补了传统光源的不可能。
El冷光片的发光原理
El冷光片的发光原理是将材料层将电能转换成光,如下图:
EL的结构
EL在夹层结构上面和下面各有一个电极,其中电极为ITO膜,光从ITO膜面射出,下电极为X二电极,也称背电极,其中主要材料为银或碳。
发光材料(主要硫化锌,代学公式:ZNS )当它会有不同的激活剂,结合多种物质,所以产生不同的颜色之光。(目前常用的发光粉颜色:蓝色、绿色、蓝绿、白色)
EL科技涉及了复杂的固态化学,材料科学、真空电镀(IONSPATTERING离子溅射),在目前研制、生产制造过程中不仅需要高科技的生产,检测技术,而且由于行业的特殊性,需要大量的高科技人员和技术工人。
*EL发光亮度与电压的关系为:L=Lo exp (-uo/u)其中L=发光强度, u=激励条件,发光单之结构以及发光粉有关的常数[1]-[3]
*发光强度在低频范围内与频率成正比,随着频率增加,发光强度呈现饱和状态,但是实验表面发光占空比没有明显的关系,换言之,在同样的频率下,改变电压的波形的占空比,不会明显改变发光强度。
*电压波形的极性对EL的发光效率和寿命有十分重要的影响,由于无机电致发光在硫化锌中的导电热电子被高电场加速后碰擅激发激发而被产生发光效果,采用单极性脉冲电压作为驱动电压,会影响使用寿命,而采用正负极性脉冲电压作为驱动电压,有利于碰擅后的恢复,不会影响寿命。
*EL引出两电极通过 两电极间的绝缘层来隔离时驱动电路表现为容性负载,其等效负载约为0.2-0.9nf/cm2 EL的驱动电流较小,其大小主要由面积,发光材料配比以及要求的亮度来决定,一般为0.14mA~1mA/cm2 ,EL的面积越大,容性负载也相当增大,流过的电流也增大,因而其驱动电路的带容性负载能力及抗冲击能力也要相当提高。
*EL的亮度与其驱动 电源的特性有密切关系,要保持亮度不亮,必须不断改变脉冲电压的极性,也就是用交流来驱动EL,当EL两极间加上电压后,发光层内就建立了电场。电子在电场的作用下逆电场方向加速运动,当电场强度足够强,运动状态电子数量足够多,速度足够快时,通过碰撞,发光材料原子就处于激发状态而发生能X跳跃,激发状 态电子的能X跳迁表现为发光,如果电场方向不变,则处于运动状态的电子数目逐渐减少,不足以激发原子发生能X跃迁,那么EL的亮度就逐渐降低直至不发光, 如果电场是交替变化,则电子随电场方向的改变而始终处于高速运动状态,使原子不间断的发生能X跃迁,当电场变化频率足够快时其高度就会保持平稳,无闪烁现象,实际应用中,可以粗略地认为在一定的频率下亮度与驱动电压成正比,通常驱动EL的交流电压的峰值为60V-150V
亮度不但受电压影响,而且与频率有关,也可精略地主为在一定的电压下亮度与频率成正比,通常工作频率为400Hz-800Hz,有时也几KHZ频率,此时亮度可接饱和电压加大时对亮度已无明显改善。
潮湿与亮度,寿命成反比。
*EL的寿命是从半衰期(半亮度)来衡量的。其定义为显示屏亮度降到初期亮度一半时的周期,通常这时间为3000-12000Ph,可见EL寿命很长,但 长时间高压,高频,使亮度长时间处于饱和状态,这样会加速其老化,缩短其寿命。由于人眼对亮度反应成非线性,对半亮和全亮分辩不明显,因此可使EL低于全 亮工作,并在电路上以自检补充电路,通过相应的提高电压来延长寿命,不过这在生产工艺配方也可以加以改善,来延长其寿命。
冷光光源并不象一般传统光源会有突然寿终正寝的情况出现,但经过一段长周期的使用后,冷光的亮度将会逐渐递减;电压、频率、温度、湿气都是影响冷光寿命的重要因素。
*EL的重量,厚度及弯曲韧性
轻薄可曲折,通常3cm半径以上的弯曲是可以接受的,可任意造型,如同纸张一般是冷光片的主要特色,平均参数如下;但对于一些特殊订单,其参数亦可会跟着改变
平均重量:0.1~0.2g/cm2
平均厚度:0.3mm~ 0.7mm
*EL冷光片发光区域的周沿至少应有0.1cm的边封,过窄的边封会令冷光寿命产生微妙的变化,所以建议边封应保持基本的适当宽度。
*EL冷光片基本标准发光底色有:绿光、蓝绿光、蓝光、粉底白光。除了基本色外,在一定的范围内,透过特殊油墨染料及彩色透片的结合应用,它是可以作鲜艳炫丽的效果。
*EL冷光片光源的产生,是经由一个配套设计的变压变频驱动器(INVERTER)来驱动的,而驱动冷光片的电压及频率,是依照光片面积的大小、发光的面积、使用环境、寿命等考虑因素条件,来进行X的配套设计生产制作的。
在冷光片驱动器的电源供应方式,我们可依照客户需求专案来设计,例如:
1.可以利用干电池DC1.5V、3V、6V、9V、12V电源,来设计驱动器推动冷光片发光
2.可以利用汽车、机车DC12V、24V、36V、48V电源,来设计驱动器推动冷光片发光
3.可以利用室内电源AC110V~230V电源,来设计驱动器推动冷光片发光
上海剑高电子有限公司
TEL:021-64888611
ATTN:杨剑 13621789119
E-MAIL:547940112@qq.com
HTTP://www.shjgdz.com.cn