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电致发光

电致发光研究目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)一、电致发光分类 (1)1.1 结型电致发光 (1)1.2 粉末电致发光 (2)1.3 薄膜电致发光 (3)二、发光器件分类 (4)2.1 无机电致发光显示器。

(4)2.1.1无机电致发光器件的结构 (4)2.1.2无机电致发光应用及展望。

(6)2.2 OLED器件 (6)2.2.1 OLED器件的结构和原理 (6)2.2.2 OLED发光器件结构 (7)2.2.3 OLED发光材料的选用 (9)2.2.4 OLED的优缺点 (10)2.2.5 OLED器件的现状及展望 (10)三、总结 (10)参考文献 (12)摘要电致发光又可称电场发光,简称EL,是通过加在两电极的电压产生电场,被电场激发的电子碰击发光中心,而引致电子能级的跃进、变化、复合导致发光的一种物理现象。

本文通过介绍结型电致发光,粉末型电致发光和薄膜型电致发光,从不同发光原理上对电致发光进行了分析和研究对比了不同类型发光的优点和缺点。

而电致发光器件是基于电致发光技术的一种显示器件,本文介绍了无机电致发光和有机电致发光器件中的OLED 的发光原理,材料选用,优缺点以及电致发光器件在各方面的应用,虽然电致发光器件现在存在诸多不足,但是随着有机电致发光市场的崛起,电致发光在显示行业取得了一定的进展和市场,而且由于有机电致发光具有许多其他发光技术无法比拟的优点,OLED技术也吸引了大量的研究投入,所以技术也在不断的成熟,很多研究表明,电致发光以后将很有可能成为主流显示技术,存在于人们生产和生活的每个角落。

关键词:电致发光有机电致发光EL 器件AbstractElectroluminescent,it also can be called electric field shine,here we referred to as EL,it is a phenomenon when adding two electrodes with voltage and the electric field inspired light center which change energy level or combine hole and electron to produce light,This paper,through the introduction of the type electrol -uminescent,powder type electroluminescent and film type electroluminescent,through analysising and studying different principle to shine on electroluminescent we got advantages and disadvantages of different type. And electroluminescent devices is based on electroluminescent technology,this paper introduced inorganic and organic electroluminescent devices OLED and light emitting principle,material selection,advantages and disadvantages and different electroluminescent devices in all aspects of application,although electroluminescent devices now exist some shortcomings,but with organic electroluminescent market's rising,electroluminescent have made a certain progress and market,and because the organic electroluminescent has many advantages which other luminous technology did not have,OLED technology attracted a lot of notice and become more and more perfect,many studies say that electroluminescent will probably become mainstream display technology in future and exist in people in every corner of the production and life.Key word:: Electroluminescent organic electroluminescent EL device前言电致发光是电场作用在发光材料上,直接产生发光的现象。

它同我们熟悉的由电引起的发光规象不同。

例如白炽灯,即普通的电灯泡的发光,是由电流通过灯泡里的灯丝时产生的电流热效应,使灯丝温度升高而产生的发光现象,是一种热发光。

再如,日光灯的发光,是由于灯管内的气体在电场作用下电离,气体电离时产生的紫外线作用于管壁上的发光材料上,引起的发光,是一种光致发光。

再如,电视机荧光屏的发光,是由于在电的作用下产生的阴极射线轰击发光材料而引起的发光,称为阴极射线致发光。

还有,光机的荧光屏的发光,是由于在电作用下产生的射线作用于发光材料而引起的发光,称为射线致发光。

上面谈的这几种光,虽然都是由电能转换成光能,但都要一个中间过程,即发热,或产生紫外线,或产生阴极射线,或产生射线因而属于“间接”的电引起的发光现象。

这里所讲的电致发光的一个根本特点就是它不要经过中间过程,而是由电场“直接”引起的发光现象。

是将电能直接转换成光能,因此它不伴随着其它的辐射和能量消耗,是一种冷光源。

即使使用多日也不会发热,没有红外辐射,在军事上有很重要的意义。

正因为它是直接发光,就不必像灯泡、日光灯管、显象管等要用腔体,更不用抽真空和充气,结构简单、牢固、使用方便、环境适应性强。

一、电致发光分类电致发光根据发光材料的型态,可分为结型电致发光,粉末电致发光和薄膜电致发光三种。

1.1 结型电致发光这是指具有结型结构的半导体器件在电场作用下产生的发光现象,目前比较成熟的结型电致发光器件都具有p-n结结构,就象半导体二极管那样,被称为光二极管。

在它上面加上正向偏压(即p区接电源正极, n区接电源负极)时,引起电子由n区流入(在物理上称为“注入” ) p区,空穴由p区流入n区,发生了电子和空穴复合而产生发光[1],所以结型电致发光也称为注入式电致发光。

目前,所用材料主要是元素周期表中第三族和第五族元素的化合物。

结型电致发光的工作电压, 一般只要直流几伏,而亮度高,能发出几十到几百叹朗伯的发光亮度。

而且它还具有寿命长、响应速度快, 制造工艺和半导体器件很相似, 所以它有可能集成化, 并和集成电路匹配。

当前主要应用于复杂电路指示器、仪表和钟表数字显示、携带式和台式电子计算机的终端数字和图表的显示, 用于光电子学的光源和藕合器件, 也可用于矩阵多象元显示。

结型电致发光发现于一九二三年[2], 但当时并没有引起人们的普遍注意。

随着近代技术的发展,对发光器件提出了新的要求, 例如:电子仪器的固体化和小型化, 要求显示的固体化等。

所以从六十年代开始, 对它的研究有了飞跃的发展。

十几年来,亮度和效率成千百倍地提高,达到了实用阶段。

这主要是因为利用了固体物理,特别是半导体的技术上和理论上的成就,例如:晶体生产技术的发展, 对互Ⅲ一Ⅴ族化合物能带结构的研究,对杂质所起作用的研究等等, 都给器件设计和发光效率的提高带来实际的成效。

1.2 粉末电致发光这是在电场作用下, 晶体内部电子与空穴受激复合产生的发光现象。

制成的器件为屏的形式,被称为电致发光屏。

它的结构象一个平扳电容器,不过其中一个电极是透明的, 在两个电极间夹有粉末型态的发光粉和适当介质的混和物,当在电极上加几十伏到几百伏的合适电压时,就可以发光,从透明电极射出来。

现用发光材料以硫化锌型为主,有交流电致发光材料和直流电致发光材料两种,能发出绿、蓝、黄、红等颜色的光[3]。

电致发光屏有玻璃为基板的有机屏,以金属为基板的搪瓷屏和柔软的可折叠的塑料屏。

粉末电致发光屏以交流电激发的最成熟,已达到实用阶段。

它的特点是,在实用的电致发光器件中效率较高的一种(约15流明/瓦,同白炽灯相近)它耗电很少(-310--410瓦/厘米,即一平方米大的发光屏的耗电相当于几瓦至十瓦白炽灯的耗电量)工艺简单,成本低,可以做成各种形状, 发光均匀,视角大,因此在显示、显象和光源方面得到很多应用。

目前在特殊照明(如:毛主席纪念堂仪表表盘、飞机坐舱、船舱、坑道照明等), 数字符号显示(如:自动记分器、数字钟、吊车秤等),摸拟显示(如大型企业各生产部门的工作情况,工厂大型设备各部件的工作状态等同时显示在一块屏上)已达到实用阶段。

另外还有一些方面处于有成果的研究阶段。

如用于雷达、航迹显示及电视方面的大屏幕矩阵显示方面, 用于X 光和红外光的象转换器方面,都已有样机,但还存在一些问题,未达到实用阶段。

现在的主要问题是要进一步提高亮度、对比度,找适当控制材料,使显示屏具有存贮性能,将来它可在一定领域中代替真空显象管。

粉末型态的交流电致发光发现于一九三六年,但在二十世纪五十年代以前,发展很慢,到五十年代期间,随着材料制造工艺水平的提高,不断传出研究进展的消息有的人甚至过早地产生了一种乐观看法,电致发光灯可以成为取代白炽灯、日光灯的新型光源,因此,在有的国家建立了许多工厂。

但在实践中发现,并从理论上逐渐认识到,它是一种发光效率还比较低的现象,一时又找不到有效的提高途径,因而研究工作进入低潮,建立的工厂也倒闭或转业。

经过了坚持研究工作的人们的努力,近年来已克服了一些困难,使研究工作重新活跃起来。

现在发光粉的试制已摆脱了传统的经验估计方法,并制出了基本上不老化的发光粉。

有人计算,如果发光屏的寿命为一万小时,发白色光时,即使亮度和效率维持目前的水平,也可用电致发光天棚代替现有照明的装置,成为继白帜灯、日光灯之后的新型光源,所以利用电致发光照明的可能性仍然存在。

1.3 薄膜电致发光薄膜电致发光和粉末电致发光相似,也是在两电极间夹有发光材料,但材料是一层根薄的膜,它和电极直接接触,不混和介质。

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