第六章电致发光.ppt

第六章 电致发光显示器（ELD） 第一节 电致发光显示器（ELD） 第二节 有机电致发光显示器（OLED） （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。 分散型EL 交流驱动型（商品阶段） 直流驱动型（开发阶段） 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。 1、TFEL器件的结构 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，当外加电压反转时，上述4个过程重复进行，实现连续发光。　 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。 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。 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。 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，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，这种现象称为溅射。 此时被溅射的金属粒子是中性，即不受电场的作用，而靠重力作用下落。如果将样品置于下面，被溅射的金属粒子就会落到样品表面，形成一层金属膜，用这种方法给样品表面镀膜，称为离子溅射镀膜法。 特点： 1. 低电压冷溅射 2. 全自动操作，可控制独立的真空泵 3. 可预设沉积厚度，均匀厚度沉积，全自动控制，膜厚度重复性好 １、数字及符号显示 ２、图形显示 ３、彩色显示 （1）EL积层型，将多色发光层简单的堆积； （2）EL平面布置型，利用光刻工艺将三基色发光层在平面上布置； （3）白色EL与彩色滤光器积层型，使发光波长广布于可见光范