介 电
背 面
是 否 应用
体 电 实 用 情况
层
极化
有 AL 商 品 液 晶
化 阶 背光
段
源
Al 开 发 阶段
薄 膜 型 玻 璃 ITO膜 有 ZnS:Mn 薄 有
交流电 致发光
基板
膜
薄 膜 型 玻 璃 ITO膜
直流电 致发光
基板
ZnS:Mn 薄 膜
有机 电致
玻璃 或柔
ITO膜
空 穴 输
发光
性塑 料板
同的ZnS，选择合适的发光中心。
• 发光层的形成方法： • 物理气相沉积（PVD）——电子束蒸发（EB）和多源
蒸发（MSD）以及溅射镀膜等 • 化学气相沉积（CVD）——原子层外延（ALE）有机金
属气相沉积（MOCVD），氢化物输送减压法（HT— CVD） • 3、电极材料 • 透明电极（ITO，CdSnO3，ZnO）;背电极Al。 • EB蒸发、电阻加热蒸发、溅射镀膜等物理方法；喷涂 法、CVD等化学方法。
阳离子被加速跑向阴极，而电子被加速跑向阳极。如果
阴极用金属作为电极(常称靶极)，那么在阳离子冲击其
表面时，就会将其表面的金属粒子打出，这种现象称为
外加电压反转时，上述4个过程重复进行，实现连续发光。
基板
透明
第 一
电极 绝
缘
层
分散型 交流电 致发光
分散型 直流电 致发光
玻璃 或柔 性塑 料板
玻璃 基板
ITO
ZnS:Cu,Cl （ 蓝 — 绿） ZnS:Cu.Al(绿)
ZnS:Cu,Cl,Mn （黄 色）
ZnS:Cu,Mn （ 黄 ） ， ZnS:Tm3+(蓝) ZnS:Tb3+,Er3+(绿) ZnS:Nd3+,Sm3+(红)
• 一般采用电子束蒸发等真空镀膜法； • 难于真空蒸发的材料采用溅射镀膜法； • 对均匀性要求高的采用原子层外延法。
电子束蒸发等真空镀膜法
电子蒸发设备的核心是偏转电子枪，偏转电子枪是利用具有 一定速度的带点粒子在均匀磁场中受力做圆周运动这一原理设计 而成的。其结构由两部分组成：一是电子枪用来射高速运动的电 子；二是使电子做圆周运动的均匀磁场。
亮度。（第二代EL）。 • 1974年，通过实验证实了二层绝缘膜结构的薄膜型EL元件可用
于电视画面显示的可能性。 • 1983年，日本开始薄膜ELD的批量生产。 • 目前，夏普等公司生产橙红色发光的ELD；
• 国内有许多公司在生产EL器件
• （1）第一阶段：ZnS:Mn（橙黄色）单色显示器的商品化； • （2）第二阶段：二色（红、绿）、三色（红、绿、蓝）、多色
显示器的商品化； • （3）第三阶段：全色显示器的商品化。 • 2、电致发光显示的特征： • （1）图象显示质量高； • （2）受温度变化的影响小； • （3）是目前唯一的全固体显示元件； • （4）有小功耗、薄型、质轻等特点。
二、电致发光的分类
• 分散型EL 交流驱动型（商品阶段）
•
直流驱动型（开发阶段）
• 2、TFEL器件的工作原理（碰撞激发）
• （1）在电场作用下，发光层与绝缘层界面能级处束缚的电子遂 穿发射至发光层；
• （2）同时，发光层中杂质和缺陷也电离一部分电子，这些电子 在电场作用下被加速;
• （3）当其能量增到足够大时，碰撞激发发光中心，从而实现发 光;
• （4）电子在穿过发光层后，被另一侧的界面俘获。 • 薄膜电致发光器件一般采用交流驱动，在交流驱动情况下，当
电子束蒸发对源材料的要求
１．熔点要高 ２．饱和蒸汽压要低 ３．化学性能要稳定 ４．蒸发材料对加热材料的“湿润性”
• 离子溅射镀膜法
•
在低真空(0.1～0.01 乇)状态下，在阳极与阴极两
个电极之间加上几百至上千伏的直流电压时，电极之间
会产生辉光放电。在放电的过程中，气体分子被电离成
带正电的阳离子和带负电的电子，并在电场的作用下，
承受105V/cm左右的强电场。
• 母体：ZnS、CaS、SrS等半导体材料。 • 发光中心：采用属于定域能级的元素，除Mn外，还有
许多稀土元素。 • 红 色 ： CaS:Eu ， ZnS:Sm,F ， 附 加 彩 色 滤 光 器 的
SrS:Ce ； • 绿色：ZnS:Tb,F； • 蓝色：CaGa2S:Ce或附加彩色滤光器的SrS:Ce • （2）分散型交流EL发光层材料：主要采用与薄膜型相
运 层
有机薄膜
电 子
（Alq3）
输 运
层
Al 商品化 精 细 阶段 矩 阵
显示
Al 研 究 阶段
Mg Ag
商 品 手机、
化
显示 器等
• 四、电致发光元件的各种构成材料 • 1、基板材料——一般采用玻璃 • （1）在可见光区域透明，热膨胀系数与积层材料一致 • （2）能承受EL的退火温度（500—600℃） • （3）碱金属离子含量尽量低，确保元件的长期可靠性。 • 2、发光层材料 • （1）薄膜型EL的发光材料：选择合适的发光中心；能
• 目前：溅射镀膜法，特别是磁控溅射用的最多。 • 4、绝缘层材料 • 绝缘耐压（使绝缘破坏的电场强度）高，针孔等缺陷少，
与发光层附着牢固。 • （ 1 ） 非 晶 态 氧 化 物 或 氮 化 物 ： （ Y2O3 ， Al2O3 ，
Ta2O5，SiO2，Si3N4） • （2）铁电体：BaTiO3，PbTiO3 • 溅射镀膜法是主要成膜方式。
• 薄膜型EL 交流驱动型 非存储型（商品阶段）
•
存储型（研究阶段）
•
直流型（研究阶段）
• 有机电致发光（OEL) (商品化阶段)——发光层、电子传输层、 空穴传输层构成。在低压下可以获得高亮度发光，有可能实现蓝 色发光。有机电致发光属于注入型EL，更类似于LED。
三、无机薄膜电致发光（器件结构及工作原理） 1、TFEL器件的结构
第一节 电致发光显示器（ELD）
一、全固态的电致发光显示器 二、电致发光的分类 三、无机薄膜电致发光（器件结构及工作原理） 四、电致发光元件的各种构成材料 五、ELD的用途 六、TFEL器件最新进展 七、 无机TFEL研究的一般方法
一、全固态的电致发光显示器
• 1、电致发光的发展历程： • 1936年，法国的Destriau 发现ZnS的电致发光现象。 • 1950年，发明透明导电膜，开发成功分散型EL（第一代EL） • 1968年，分散型EL元件可以实现直流驱动；薄膜型EL可实现高