電致�(fā)�(電場�(fā)光,EL)是指電流通過物質(zhì)時或物質(zhì)處于強電場下�(fā)光的�(xiàn)��一般認為是在強電場作用下,電子的能量相應增�,直至遠遠超過熱平衡狀�(tài)下的電子能量而成為過熱電子,這過熱電子在運動過程中可以通過碰撞使晶格離化形成電�、空穴對,當這些被離化的電子、空穴對復合或被激�(fā)的發(fā)光中心回到基�(tài)時便�(fā)出光�.
電致�(fā)光又稱場致發(fā)�,電致發(fā)光現(xiàn)象是指電能直接轉(zhuǎn)換為光能的一類發(fā)光現(xiàn)�,它包括注入式電致發(fā)光和本征型電致發(fā)��
?�?)注入式電致�(fā)光:直接由裝在晶體上的電極注入電子和空穴,當電子與空穴在晶體�(nèi)再復合時,以光的形式釋放出多余的能量。注入式電致�(fā)光的基本�(jié)構是�(jié)型二極管(LED��
?�?)本征型電致�(fā)光:又分為高場電致發(fā)光與低能電致�(fā)光。其中高場電致發(fā)光是熒光粉中的電子或由電極注入的電子在外加強電場的作用下在晶體內(nèi)部加�,碰接發(fā)光中心并使其激�(fā)或離�,電子在回復到基�(tài)時輻射發(fā)光�
從發(fā)光原理電致發(fā)光可以分為高場電致發(fā)光和低場電致�(fā)�。高場電致發(fā)光是一種體�(nèi)�(fā)光效應。發(fā)光材料是一種半導體化合�,摻雜適�?shù)碾s�(zhì)引進發(fā)光中心或形成某種介電狀�(tài)。當它與電極或其他介�(zhì)接觸�,其勢壘處于反向時,來自電極或界面態(tài)的電�,進人�(fā)光材料的高場區(qū),被加速并成為過熱電子。它可以碰撞�(fā)光中心使之被激�(fā)或被離化,或者離化晶格等。再通過一系列的能量輸運過程,電子從激�(fā)�(tài)回到基態(tài)而發(fā)�。低場電致發(fā)光又稱為注人式發(fā)光,主要是指半導體發(fā)光二極管(LED��1960 年人們發(fā)�(xiàn)GaAs的p-n�(jié)二極�,在正向偏壓下,�(fā)生少�(shù)載流子注�,并在p-n�(jié)附近,兩種載流子�(fā)生復合而發(fā)�。由于這種半導體材料禁帶較�,發(fā)出的是紅外光。隨后,利用這一原理,不斷開拓較寬禁帶的半導體材料GaP,GaInP,GaAlAs,GaN等等,陸�(xù)研制成紅�、黃�、綠色和藍色的發(fā)光二極管。近年來,在電致�(fā)光領域,有機薄膜電致�(fā)光異軍突�。一般認�,有機電致薄膜�(fā)光過程由以下5 個步驟:
(1) 載流子的注入。在外加電場的作用下,電子和空穴分別從陰極和陽極向夾在電極之間的有機功能薄膜層注入。電子從陰極注入到有機物的未占據(jù)分子軌道(LUMO ),而空穴從陽極注入到有機物的占�(jù)分子軌道(HOMO) �
(2) 載流子的遷移。注入的電子和空穴分別從電子傳輸層和空穴傳輸層向�(fā)光層遷移�
(3) 載流子的復合。電子和空穴�(jié)合產(chǎn)生激��
(4) 激子的遷移。激子在有機固體薄膜中不斷地作自由擴散運�,并以輻射或無輻射的方式失��
(5) 電致�(fā)�。當激子由激�(fā)�(tài)以輻射躍遷的方式回到基態(tài),就可以觀察到電致�(fā)光現(xiàn)�,�(fā)射光的顏色是由激�(fā)�(tài)到基�(tài)的能級差所決定��
電致�(fā)光器件的基本�(jié)構屬于夾層式�(jié)�,激�(fā)光層被兩�(cè)電極像三明治一樣夾在中�,一�(cè)為透明電極以便獲得面發(fā)�。由于陽極功函數(shù)高可以提高空穴注入效�,所以一般使用的陽極多為氧化銦-氧化�(ITO)。在ITO上再用蒸�(fā)蒸鍍法或旋轉(zhuǎn)涂層法制備單層或多層�,膜上面是金屬陰電�,由于金屬的電子逸出功影響電子的注入效率,因此要求其功函數(shù)盡可能低。現(xiàn)以目前研究較多較熱的有機電致�(fā)光器件為例進行說明
大多�(shù)有機電致�(fā)光材料是單極性的,同時具有均等的空穴和電子傳輸性質(zhì)的有機物很少,一般只具有傳輸空穴的性質(zhì)或傳輸電子的性質(zhì)。為了增加空穴和電子的復合幾�,提高器件的效率和壽命,OLED的結(jié)構從簡單的單層器件發(fā)展到雙層器件�3 層器件甚至多層器件。因為采用這種單極性的有機物作為單層器件的�(fā)光機材料,會使電子與空穴的復合自然地靠近某一電極,當復合區(qū)越靠近這一電極,就越容易被該電極所淬滅,而這種淬滅有損
于有機物的有效發(fā)�,從而使OLED�(fā)光效率降�。而采用雙��3 層甚至多層結(jié)構的OLED,能充分發(fā)揮各功能層的作用,�(diào)節(jié)空穴和電子注入到�(fā)光層的速率,只有使注入的電子和空穴在�(fā)光層復合,才能提高器件的發(fā)光效率。由于大多數(shù)有機物具有絕緣�,只有在很高的電場強度下才能使載流子從一個分子流向另一個分�,所以有機膜的總厚度不能超過幾百納米,否則器件的驅(qū)動電壓太�,會失去LED的實際應用價��
·�(wěn)固性:平達電致�(fā)光顯示器是為苛刻�(huán)境條件下的應用而設計的:冷、熱、風、灰�、震動、日�、甚至失重環(huán)��
·可靠性:實際應用已經(jīng)證明,我們的EL顯示器在運行10萬小時后,其亮度仍能達到初始亮度�75��
·可視性:由于采用了平達專有的ICEBrite(對比度和亮度增強)技�,對于眾多對可視性要求很高的應用場合,提供了無與倫比的圖像品�(zhì)�
·靈活性:我們提供了范圍廣泛的產(chǎn)品增�、選擇和增值服務,通過這些服務,可以幫助客戶設計出滿足任何需求的�(chǎn)��
·可用性:平達擁有世界上涵蓋范圍最廣的EL生產(chǎn)�,具備完善的制造和供應鏈管理機�,無論何時何�,您都能取得你所需的組件�
從發(fā)光材料角�,可將電致�(fā)光分為無機電致發(fā)光和有機電致�(fā)�。無機電致發(fā)光材料一般為等半導體材料。有機電致發(fā)光材料依�(jù)有機�(fā)光材料的分子量的不同
可以區(qū)分為小分子和高分子兩大類。小分子OLED材料以有機染料或顏料為發(fā)光材料,高分子OLED材料以共軛或者非共軛高分子(聚合物)為發(fā)光材�,典型的高分子發(fā)光材料為PPV及其衍生��
有機電致�(fā)光材料依�(jù)在OLED器件中的功能及器件結(jié)構的不同,又可以區(qū)分為空穴注入層(HIL�、空穴傳輸層(HTL�、發(fā)光層(EML�、電子傳輸層(ETL�、電子注入層(EIL)等材料。其中有些發(fā)光材料本身具有空穴傳輸層或者電子傳輸層的功�,這樣的發(fā)光材料也通常被稱為主�(fā)光體;發(fā)光材料層中少量摻雜的有機熒光或者磷光染料可以接受來自主�(fā)光體的能量轉(zhuǎn)移和�(jīng)由載流子捕獲(carriertrap)的機制而發(fā)出不同顏色的�,這樣的摻雜發(fā)光材料通常也稱為客�(fā)光體或者摻雜發(fā)光體,英文用“Dopant”表示。從�(fā)光原理角�,電致發(fā)光可以分為高場電致發(fā)光和低場電致�(fā)光�
還可以分成薄膜型電致�(fā)光材料依和分散型電致�(fā)光材�
1963�,PoPe[1]等人以電解質(zhì)溶液為電極,在蒽單晶的兩�(cè)�400V直流電壓�,觀察到了蒽的藍色EL。隨后,Helfrich[2]等人對蒽單晶的EL作了進一步研�。由于電解質(zhì)溶液電極制作工藝復雜�1969�,Dresener[3]等人在有機EL器件中引入了固體電極。這些早期的有機EL器件,單晶難于生�,驅(qū)動電壓很高(400~2000V�,幾乎沒有實際用�,但這些早期的研究建立了對有機電致發(fā)光全過程的認��
1973年,Vityuk等人[4]以真空沉積的蒽薄膜替代了單晶�1982年,Vincett[5]等人使用鋁和金作為陰極和陽極�0.6μm的蒽薄膜作為�(fā)光層制作了有機EL器件,驅(qū)動電壓大大降低(30V左右�,但這時的器件壽命還很短,發(fā)光效率還很低�
真正使有機EL獲得劃時代的�(fā)展是�80年代�1987�,美國Eastman Kodak公司的Tang等人[6]以空穴傳輸效果較好的芳香二胺作為空穴傳輸��8-羥基喹啉鋁作�(fā)光層、透明的ITO導電膜和鎂銀合金分別作為陽極和陰�,制作了有機�(fā)光二極管(OLED�,該器件為雙層薄膜夾心式�(jié)�,發(fā)綠光,其�(qū)動電壓低�10V,發(fā)光效率為1.5 lm/W,發(fā)光亮度高�1000cd/m2。這種超薄平板器件以其高亮�、高效率和低�(qū)動電壓等�(yōu)點引起了人們的極大關注。隨�,日本九州大學的Adachi[7]等人在器件中引入了電子傳輸層做成�3層夾心結(jié)�,進一步降低了�(qū)動電壓并提高了器件的�(fā)光效率�
1990�,英國劍橋大學Bradley等人[8]首次用聚合物材料聚對苯乙炔PPV薄膜作為�(fā)光層制作了單層薄膜夾心式聚合物電致發(fā)光器�,器件的開啟電壓�14V,得到了明亮的黃綠光,內(nèi)量子效率約為0.05%�
1993�,Greenhma[9]等人在兩層聚合物間插入另一層聚合物實現(xiàn)了載流子匹配注入,發(fā)光內(nèi)量子效率提高�20倍,這不僅拓寬了對OLED器件機制的理�,而且預示著OLED開始走向�(chǎn)�(yè)��
1998�,Baldo等人[10]研究�(fā)�,使用一般有機材料或采用熒光染料摻雜制備的有機發(fā)光器�,由于受自旋守恒的量子力學躍遷規(guī)律約�,其�(fā)光內(nèi)量子效率�25%。他們采用磷光染料八乙基卟吩鉑(PtOEP)對有機�(fā)光層材料進行摻雜,制備出的OLED�(fā)光效率達4%,內(nèi)量子效率�23%,且�(fā)光效率隨摻雜濃度的增加而增大�
1999�,O’Brien等人[11]在研究激子傳輸規(guī)律后,提出用BCP(一種傳輸電子的有機物)做空穴阻擋層,用磷光染料PtOEP摻雜,制備出的OLED�(fā)光效率達5.6%,內(nèi)量子效率�32%�2000�8月,該研究小組又用二苯基吡啶銥(Ir (ppy)3)摻雜到TAZ或CBP(電子傳輸材料)中制備出有機�(fā)光器件的�(fā)光效率高達(15.4±0.2�%,在低亮度條件下�(nèi)量子效率接近100%[12]�
近年來,上海大學張志�、蔣學茵等[13-14]在多色有機薄膜電致發(fā)光器件和白色電致�(fā)光器件方面取得了一定的成績。吉林大�、中國科學院長春光機與物理研究所在有�/聚合物電致發(fā)光器件[15]及稀土摻雜的有機電致�(fā)光器件[16]方面做了很多有益的工作。清華大學[17]、華南理工大學、浙江大學[18]等著名學府也加入到了有機電致�(fā)光器件這一研究行列�
隨著研究的不斷深�,產(chǎn)品化的有機發(fā)光顯示器件不斷涌�(xiàn)�1997�,日本Idemitsu Kosan[19]公司成功研制了灰度級�256、分辨率�240×960以及60幀/s�3cm的單色視頻顯示器以及紅綠藍(RGB)多色有機電致發(fā)光顯示器。同�,日本Pioneer Electronics[20]生產(chǎn)出個商品化的OLED�(chǎn)品,即汽車通信信息系統(tǒng)儀�;隨�,該公司又推出無源矩陣驅(qū)�、可顯示視頻圖像的彩色OLED顯示�,這種高清晰顯示器所顯示的圖像幾乎可以和傳統(tǒng)的陰極射線顯示器相媲美。美國Eastman Kodak與日本Sanyo公司合作,采用低溫多晶硅薄膜晶體管驅(qū)動制作出OLED顯示�,該器件僅有1個硬幣那么厚。此外,Philips公司、Uniax公司以及德國Covin公司也研制出了高效率、高亮度、長壽命的有機OLED顯示��
電致�(fā)光EL顯示的特點是主動�(fā)光冷光源,面�(fā)光且亮度均勻無光�,功耗小,壽命長(大�5000h�,工作溫度范圍寬(�40~+70�),超薄,可根據(jù)要求任意剪裁形狀和尺�,其抗沖擊�、抗震動性好。EL電致�(fā)光屏廣泛用于LCD模塊、手提電�、IC卡電話機、磁卡電話、電池供電的顯示�、BP�、手�、汽車儀表板、音響及電視遙控�,手持GPS接收�、便攜式計算機等的主動顯示或背光顯示�。隨著技術的�(fā)展,點陣式模塊的出現(xiàn),EL大屏幕顯示顯像會迅速發(fā)�,在廣告�(yè)、交通樞�、會務顯示等方面大顯身手�
維庫電子�,電子知識,一查百��
已收錄詞�160924�