发光材料与显示技术全册配套完整课件2.ppt

中国液晶产业发展进入快车道。其重要驱动力是京东方科技集团在这一年以3.8亿美元的价格，成功收购了韩国现代显示技术株式会社(HYDIS)的全部TFT-LCD业务。与此同时，上广电与京东方又分别在上海和北京正式开始建设5代TFT-LCD生产线，中国液晶产业开始大规模有自主知识产权地进入到TFT-LCD领域。 电致发光及场致发光器件 梁玉军 中国地质大学 材料科学与化学工程学院 电致发光及场致发光器件 1920年德国学者古登和波尔发现，某些物质加上电压后会发光，人们把这种现像称为电致发光或场至发光（EL）。 1936年，德斯垂将ZnS荧光粉浸入蓖麻油中，并加上电场，荧光粉便能发出明亮的光。 1947年美国学者麦克马斯发明了导电玻璃，多人利用这种玻璃做电极制成了平面光源，但由于当时发光效率很低，还不适合作照明光源，只能勉强作显示器件。 观察到德斯垂发光现象的原始装置 改进后的德斯垂型EL器件 70年代后，由于薄膜技术带来的革命，薄膜晶体管（TFT）技术的发展，使得场致发光（EL）在寿命、效率、亮度、存储上的技术有了相当的提高。使得场致发光（EL）成为显示技术中最有前途的发展方向之一。 无机EL的优点是稳定性高；缺点是短波发光有待开发，作为显像管体积太大，大面积平板显示器制作工艺上有困难，发光颜色不易改变，很难提供全色显示等。 在无机电致发光化合物中，目前主要的方向是发展掺杂稀土元素的多色显示材料。这种材料广泛应用于视频器件、音响设备和测控仪器中，并已取得了令人瞩目的成就。 按激发过程的不同分为： （1）注入式电致发光：直接由装在晶体上的电极注入电子和空穴，当电子与空穴在晶体内再复合时，以光的形式释放出多余的能量。注入式电致发光的基本结构是结型二极管（LED）； （2）本征型电致发光：又分为高场电致发光与低能电致发光。其中高场电致发光是荧光粉中的电子或由电极注入的电子在外加强电场的作用下在晶体内部加速，碰接发光中心并使其激发或离化，电子在回复到基态时辐射发光。 场致发光（EL）的分类 交流粉末电致发光（ACEL）; 直流粉末电致发光（DCEL）; 交流薄膜电致发光（ACTFEL）; 直流薄膜电致发光（DCTFEL）。 本征型电致发光的分类 1、高场交流电致发光显示 图 ACEL结构图 通常对电致发光薄膜器件采用多层式的金属／绝缘体／半导体／绝缘体／金属(MISIM)结构。在典型的ACEL-MISIM器件中，发光的半导体并不和电极直接接触。衬底为玻璃，薄膜沉积在可带有预定花样的透明In-Sn氧化物(1TO玻璃)上，再用后电极(A1)覆盖。 这种薄膜式ACEL器件具有非常好的亮度、稳定性、视角和效率，因此发展很快。 典型的三层式的ACEL器件截面图 实用的多层结构： 交流电致发光显示是目前高场电致发光显示的主流。它是将电致发光粉混合在环氧树脂和氰乙基醣的混合物的有机介质中，两端夹有电极。大量几微米到几十微米的发光粉状晶体悬浮在绝缘介质中的发光现象，也称德斯垂效应。ACEL所加的电压通常为数百伏。ACEL是晶体内的发光线发光，不是体发光。线发光强度可达3.4×105cd/m2，总体发光亮度约40cd/m2功率转换效率为1/%，寿命约1000小时。 不同场强（a）和频率（b）时的发光线对 发光线对的主要特征 发光线对两部分在交变电压下交替发光，每周期只发光一次； 外加电压方向总是从彗星头指向彗星尾； 发光线的长度随电压而增加，但是彗星头之间的距离保持不变； 发光线对的长度随交变电压的频率增加而变短，但彗星头间距不变； 老化后彗星尾变暗变短，有时一个较长的发光线对断开变成较短的共线双彗星线对； 发光线还有其他多种形态，如点状的、片状的、环状的等，但低温退火后则容易观察到彗星状发光线对。 高场电致发光的机制存在许多有趣的物理问题，最近仍在不断的探讨，它与EL材料中的电子在高电场下作用下的加速产生热电子，热电子碰撞晶格使之离化产生电子空穴对，当电子重新被这些离化的施主和受主俘获时，产生复合发光，也可以通过热电子直接碰撞发光中心发光（如ZnS基质发光材料中的施主-受主对，或掺杂的Mn2+，或一些三价稀土离子），电子空穴对的复合能量也可以直接传递给发光中心而发光。 高场电致发光的机制 对于ACEL中的玻璃衬底、透明导电膜、绝缘膜和金属电极等材料的一般要求： ①可以在电场(110 V·cm-1)下激发而不被击穿; ②在发光的阈值电压下介电材料的行为类似于绝缘体; ③能设法将磷光体沉积成薄膜(如用溅射、蒸发、化学气相沉积和分子柬外延法等)。 2、高场薄膜电致发光（TFEL） 图