L'elettroluminescenza (EL) è un fenomeno ottico ed elettrico durante il quale un materiale emette luce in risposta a una corrente elettrica che lo attraversa o ad un forte campo elettrico . Questo è da distinguere dall'emissione di luce dovuta alla temperatura ( incandescenza ) o all'azione di sostanze chimiche ( chemiluminescenza ).
L'elettroluminescenza è probabilmente evidenziata su un globo di zolfo rotante sfregato a mano sviluppato negli anni Sessanta del Seicento da Otto von Guericke , il precursore delle macchine a frizione elettrica . Jean Picard osservò nel 1675 la luce barometrica (in) , un bagliore verdastro nello spazio vuoto di un barometro a mercurio quando era agitato. Jean Bernoulli e Francis Hauksbee si concentrano all'inizio del 1700 su questo fenomeno chiamato "fosforo mercuriale".
L'elettroluminescenza è il risultato della ricombinazione radiativa di elettroni e lacune elettroniche in un materiale (solitamente un semiconduttore). Gli elettroni eccitati rilasciano la loro energia sotto forma di fotoni (cioè luce). Prima della ricombinazione, gli elettroni e le lacune vengono separati l'uno dall'altro a causa dell'induzione (semiconduttore) nel materiale per formare una giunzione (in dispositivi emettitori di luce a semiconduttore come i LED ), oa causa dell'eccitazione da impatti di elettroni ad alta energia accelerati da un forte campo elettrico (come con il fosforo nei display elettroluminescenti).
Le superfici elettroluminescenti a base di fosforo sono spesso utilizzate come retroilluminazione per i display a cristalli liquidi . Forniscono informazioni in modo semplice con un consumo di energia elettrica relativamente basso. Ciò li rende vantaggiosi per i dispositivi alimentati a batteria come cercapersone , orologi e termostati controllati da computer e le loro bagliori verde - ciano sono spesso evidenti in un ambiente tecnologico. Tuttavia, il loro utilizzo richiede una tensione applicata relativamente alta. Per i dispositivi alimentati a batteria, questa tensione deve essere generata da un circuito convertitore interno. Questo convertitore spesso produce rumore udibile quando la retroilluminazione è accesa. Per i dispositivi collegati direttamente alla rete, questa tensione può essere ottenuta direttamente dalla linea di alimentazione. Le luci notturne che emettono funzionano in questo modo.
In questi due casi, il materiale elettroluminescente deve essere interposto tra due elettrodi, di cui almeno uno deve essere trasparente per permettere il passaggio della luce. Pertanto, un vetro rivestito con ossido di indio o ossido di stagno viene generalmente utilizzato come elettrodo frontale trasparente, l'altro, posto nella parte inferiore, essendo rivestito con un metallo riflettente. Altri materiali trasparenti come pellicole di nanotubi di carbonio o PEDOT possono essere utilizzati come elettrodi trasparenti.
A differenza delle lampade al neon o fluorescenti, le lampade elettroluminescenti non sono dispositivi a resistenza negativa e quindi non richiedono la regolazione della corrente che le attraversa. In linea di principio, le lampade EL possono essere di qualsiasi colore, ma i colori verdi più comunemente usati concordano abbastanza bene con la massima sensibilità della visione umana, consentendo di produrre la massima intensità apparente con la più bassa alimentazione elettrica possibile.
Il foglio EL è una cosiddetta sorgente di luce Lambert. Ciò significa che la densità della luce della radiazione dalla superficie è la stessa da tutti gli angoli. Questa tecnologia (elettroluminescenza) non produce "radiazioni" da un punto luminoso o focale come fa con luci al neon, lampadine e LED. Questo è il motivo per cui è difficile confrontarlo con sorgenti luminose radianti o termiche misurate in lumen o lux. Si tratta di una superficie luminosa assolutamente omogenea, particolarmente ben percepita dall'occhio umano. La luce delle lastre EL emette su uno spettro molto ristretto, è monocromatica (luce di una singola frequenza), perfettamente regolare e visibile da lontano.
I dispositivi elettroluminescenti consumano meno energia rispetto alle luci al neon e hanno una vasta gamma di applicazioni grazie al loro basso spessore (circa 1 mm ), come nei segnali di pericolo , nei contrassegni degli aerei e nei giubbotti di sicurezza. Inoltre, aggiunto ad un sequencer ad alta frequenza, una successione di fogli pretagliati che formano un circuito può creare un'animazione giocosa spesso usata come decorazione su oggetti di uso quotidiano, cartelli pubblicitari o anche accessori come pelletteria o automobili.
Infine, l'elettroluminescente è stato adattato sotto forma di fibra o cavo elettroluminescente costituito da un nucleo di rame ricoperto di fosforo, un filo di sostanza luminescente quindi due guaine di PVC trasparenti. Il vantaggio di questo dispositivo è quello di consentire la sostituzione dei tradizionali fili di sostegno in modo da offrire un'alternativa luminosa come in particolare auricolari di design, giubbotti da moto più visibili di notte e per migliorare l'illuminazione degli edifici pubblici.