电致发光及原理
电致发光
5个阶段。
有机电致发光过程通常包括以下5个阶段。
1) 载流子的注入：在外加电场作用下，电子和空穴分别从
阴极和阳极注入到夹在电极之间的有机功能薄膜层。
2) 载流子的迁移：注入的电子和空穴分别从电子传输层和
空穴传输层向发光层迁移。
3) 载流子的复合：电子和空穴结合产生激子。
4) 激子的迁移：激子在电场作用下迁移，将能量传递给发
2)发光强度
发光强度的单位是cd·m-2，表示每平方 米的发光强度。发光强度一般用亮度计 来测量，通过测量被测表面的像在光电 池表面所产生的照度即可获得，因为这 个像面照度正比于物体亮度，且不随物 体距离的变化而变化。
3)发光效率
有机EL的发光效率可以用量子效率、功率效率和流明 效率三种方法表示。量子效率ηq是指输出的光子数Nf 与注入的电子空穴对数Nx之比。
光分子，并激发电子从基态跃迁到激发态。
5) 电致发光：激发态能量通过辐射失活，产生光子，释放
能量。
评价OLED的一些主要参数
一般来讲，有机EL发光材料及器件的性 能可以从发光性能和电学性能两方面来 评价。发光性能主要包括发射光谱、发 光亮度、发光效率、发光色度和寿命； 电学性能主要包括电流与电压的关系、 发光亮度与电压的关系等。这些都是衡 量有机EL材料和器件性能的重要参数， 对于发光的基础理论研究和技术应用极 为重要。
更加独特的是，OLED产品可实现软屏。
OLED还有工作温度范围宽、低压驱动、 工艺简单、成本低等优点。
在制造上，由于采用有机材料，可以通 过有机合成方法获得，与无机材料相比 较，不仅不耗费自然资源，而且还可以 通过合成新的更好性能的有机材料，使 OLED的性能不断地向前发展。
电致发光及其研究进展
4)发光色度 由于人眼对不同颜色的感觉不同，所以不能测量颜色， 仅能判断颜色相等的程度。为了客观地描述和测量颜色， 1931年国际照明委员会(CI E)建立了标准色度系统，推荐 了标准照明物和标准观察者。通过测量物体颜色的三刺激 值(X，Y，Z)或色品坐标(x，y，z)来确定颜色。通常，用 色度计来测量颜色。 5)发光寿命 寿命定义为亮度降低到初始亮度的50％时所需的时间。 应用市场要求OLED在连续操作下的使用寿命达到10000
二、电致发光的发光机理
电致发光的发光机理是被加速的过热电子碰撞、激发 发光中心，使发光中心被激发到高能态而发光。
电致发光包括四个基本过程：
（1）载流子从绝缘层和发光层界面处的局域态穿过进 入发光层； （2）载流子在发光层的高电场中加速成为过热电子； （3）过热电子碰撞、激发发光中心； （4）载流子再次被束缚到定域态。
四、有机电致发光的优点及性能参数
1.有机电致发光的优点
有机电致发光比起发展较早的无机电致发光而言， 具有材料选择范围宽、可实现由蓝光区到红光区的全彩 色显示、驱动电压低、发光亮度和发光效率高、视野角 度宽、响应速度快、制作过程相对简单、成本低，并可 实现柔性显示等诸多优点。在制造上，由于采用有机材 料，可以通过有机合成方法获得，与无机材料相比较， 不仅不耗费自然资源，而且还可以通过合成，得到新的 更好性能的有机材料，使OLED的性能不断地向前发展。
一、电致发光的简介
1.发光
光辐射可以分为平衡辐射和非平衡辐射两大类，即 热辐射和发光。任何物体只要具有一定的温度，则该物 体必定具有与此温度下处于热平衡状态的热辐射。非平 衡辐射是指在某种外界作用的激发下，体系偏离原来的 平衡态，如果物体在向平衡态回复的过程中，其多余的 能量以光辐射方式发射，则称为发光。因此发光是一种 叠加在热辐射背景上的非平衡辐射，其持续时间要超过 光的振动周期。
第5章_电致发光(ELD)
主动式与被动式特性相反，成本较昂贵、 制造较复杂，它在面板上增加了一层电子 底板，每个像素通过在电子底板上相应的 薄膜晶体管和电容器来进行独立的寻址。 即每个像素可连续与独立驱动，并可记忆 驱动信号，不需在高脉冲电流下操作，效 率较高，寿命也可延长，适用于大尺寸、 高分辨率之高信息容量的全彩化OLED显示 产品。
图5.2 ACTFEL结构示意图 1金属电极；2绝缘层；3发光层；4绝缘层；5透明电极；玻璃衬底
ACTFEL优点是寿命长（大于2万小时）， 亮度高，工作温度宽（-55℃~+125℃）， 缺点是只有掺Mn的发光效率高，且为橙黄 色，对全色显示要求三基色研制高效的发 光材料是当今研究的课题。EL器件目前已 被应用在背光源照明上，在汽车、飞机及 其他设备仪器仪表、手机、手表、电子 钟、LCD模块、笔记本电脑显示器等方面 获得应用。也作为交通安全标志，公司标 志，出口通道等发光指示牌上的发光显示 器件。
交流电致发光显示是目前高场电致发光显示的主 流。ACEL结构如图5.1所示。 它是将电致发光粉ZnS:CuCl或（ZnCd）S:CuBr 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，其中一个为透明电极。另一 个是真空蒸镀铝或银电极，构成一个EL。 实质上，ACEL是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。
5.3、OLED
图5.3 柯达L633数码相机显示屏
有机发光显示器（OLED）又称有机EL，是以有 机薄膜作为发光体的自发光显示器件。 它是固体自发光器件，可适应恶劣工作环境；它 响应时间短、发光效率高、视角宽、对比度高； 它可在5V~10V的低电压下工作，功耗低，工艺简 单；制造成本低、有机发光材料众多、覆盖发光 光谱从红外到紫外，适合全彩色显示；价廉、易 于大规模生产；OLED的生产更近似于精细化工 产品，可在塑料、树脂等不同的材质上生产，产 品的机械性能好，不仅可以制造出笔记本电脑、 台式机适用的显示器，还有可能创造出墙壁大小 的屏幕、可以弯曲折叠的屏幕。人们预言，随着 规模量产的到来，OLED可以比LCD成本低 20%。
电化学发光的原理及应用
电化学发光的原理及应用1. 导言电化学发光（Electrochemiluminescence，ECL）是一种在电化学反应过程中产生光辐射的现象。
它在许多领域有着广泛的应用，包括生物传感、荧光探针、分析化学等。
本文将介绍电化学发光的原理和一些常见的应用领域。
2. 原理电化学发光的原理可以归结为电化学反应和发光反应的耦合。
通过在电极上施加电势，引发电化学反应，在此反应过程中产生出激发态的物种。
这些激发态的物种发生能量转移，通过放出光量子产生发光现象。
电化学发光主要分为两种类型：2.1 化学发光型电化学发光化学发光型电化学发光是通过在电化学反应过程中产生的激发态物种发生化学发光反应而产生的。
这种类型的电化学发光通常需要较多的化学试剂和较长的反应时间。
2.2 电致发光型电化学发光电致发光型电化学发光是通过在电化学反应过程中产生的激发态物种发生能量转移并发光的过程。
与化学发光型电化学发光不同，电致发光型电化学发光无需化学发光试剂，且反应时间较短。
3. 应用领域电化学发光具有许多独特的性质，使其在多个领域中得到广泛应用。
以下是一些常见的应用领域：3.1 生物传感电化学发光在生物传感领域具有重要的应用意义。
它可以用于检测和定量分析生物标志物，如蛋白质、核酸、细胞等。
通过与生物分子的特异性识别和结合，可以实现高灵敏度和高选择性的生物传感。
3.2 荧光探针电化学发光可用于制备荧光探针。
通过改变探针的结构和组成，可以实现不同目标物的高灵敏度检测。
电化学发光荧光探针具有较高的稳定性和灵敏度，并且可以通过调控电位来实现信号的调节。
3.3 分析化学电化学发光在分析化学中的应用也日益广泛。
它可以用于检测和分析各种物质，实现快速、高灵敏度的分析。
与传统的分析方法相比，电化学发光具有操作简便、灵敏度高、检测范围广等优势。
3.4 环境监测在环境监测领域，电化学发光可用于检测和定量分析各种环境污染物。
它可以实现对微量有机物、重金属等污染物的高灵敏度检测，为环境保护和治理提供有力的手段。
el发光原理
el发光原理一、基本原理：EL (Electroluminescence，电致发光) 是指在电场作用下，物质中电子和空穴发生复合产生光的现象。
其基本原理是在电场作用下，能带中的电子由于能量提升而跃迁至导带，同时在价带中产生空穴。
当电子与空穴再次复合时，会发射出能量对应的光。
二、材料选择：实际应用中常用的EL发光材料主要有有机EL材料和无机EL 材料两类。
1. 有机EL材料：有机EL是将有机化合物溶解在适当的溶剂中得到的发光材料。
这种材料通常具有较大的发光面积、较低的工作电压和较低的生产成本，但其亮度和长寿命方面相对较弱。
2. 无机EL材料：包括ZnS、ZnSe、ZnTe等材料。
这些材料具有较高的亮度和长寿命，但制备过程复杂，生产成本较高。
三、工作原理：在EL器件中，通常由发光层、电极和基座等构成。
1. 发光层：由发光材料构成，其中包含有机EL或无机EL材料。
当电场作用于发光层时，会激发发光材料中的电子和空穴，从而产生发光效应。
2. 电极：由导电材料构成，通常使用透明导电层和金属电极，用于提供电流和电场。
透明导电层通常选用氧化锡或氧化铟锡(ITO)等材料，能够将电流均匀分布到发光层上。
3. 基座：用于支撑和固定发光层和电极，并提供电流输入和排热等功能。
四、发光机制：发光机制主要分为注入型和载流子型两种。
1. 注入型：通过注入载流子至发光材料中产生电荷复合发光。
当正向电压作用在器件上时，正电极注入正电荷，负电极注入负电荷；当逆向电压作用在器件上时，电荷注入相反。
电子和空穴在发光层内发生复合，产生光。
2. 载流子型：在载流子型EL器件中，发光过程通过载流子的复合释放能量而实现。
不同于注入型的是，载流子型的发光机制不依赖外界注入的电荷，而是通过材料本身的载流子来产生发光效果。
综上所述，EL发光原理是通过电场作用下，电子和空穴在发光材料中进行复合释放能量而发光。
材料的选择和器件设计是实现高亮度和长寿命EL器件的关键因素。
电致发光
电致发光
---Schen
---14/09/26
现象：
电致发光(electroluminescent)，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，而引致电子解级的跃进、变化、复合导致发光的一种物理现象。
（eg.掺杂了铜和银的硫化锌和蓝色钻石。
电致发光EL是一种直接将电能转化为光能的现象。
早在20世纪初虞瑟福就发现了SiC晶体在电场作用下的发光。
而电致发光作为一种平面光源也引起了人们的极大爱好。
经过时代的不断发展，电致发光已被广泛应用于诸多领域，并取得了令人瞩目的成就。
（发光现象发射光的颜色是由激发态到基态的能级差所决定的。
）
原理：
通过加在两极的交流电压产生交流电场，激发电子轰击荧光物质，引起电子能级的跳跃、变化、复合而发射出高效率冷光。
从发光原理分析，电致发光可分为高场电致发光和低场电致发光。
高场电致发光是一种体内发光效应。
发光材料是一种半导体化合物掺杂适当的杂质引进发光中心或形成某种介电状态。
当它与电极或其他物质接触时其势垒处于反向时来自电极或界面态的电子进入发光材料的高场区被加速并成为热电子。
它可以碰撞发光中心使之被激发或被离化或者离化晶格等。
再通过一系列的能量输送过程，电子从激发态回到基态而发光。
低场电致发光又被称为注入式发光，主要是指半导体发光二极管LED。
电致发光原理
电致发光原理
电致发光原理，简称EL（Electroluminescence），也称“电光”，是一种物质在通过电流的作用下从其本来处于非发光状态的化学结构中释放出紫外线和可见光的现象。
它是一种特殊的热发光，是电子在某种特殊条件下从低能量态向更高能量态跃迁时释放出光照而产生的现象。
电致发光原理是利用物质中的原子或分子电子系统，在其中加入电场和受到外力的作用，使电子由低能状态转移到高能状态，在转移过程中释放出可见光和紫外线，从而达到发光的效果。
电致发光原理可以分为三个步骤：
1、电子的激发：电子被激发到一个比普通状态更高的能量水平；
2、电子的放射：当电子从激发态跃迁回到基态时，会释放出具有一定波长的光；
3、电子放射所释放出的光被人眼所感知：当释放出的光被人眼所感知时，就可以达到发光的效果。
电致发光原理是一种微弱的光效应，它需要一定的电压来激发电子，才能达到发光的效果，它的发光强度比一般的热发光效应要弱得多，所以需要大量的电子来激发，
以达到发光的效果。
此外，电致发光原理可以在低温下工作，可以避免造成热损耗，保证了发光效率持续高。
电致发光原理已经在很多领域得到了广泛的应用，例如汽车照明、航天科学和科技、医学成像仪器、航空航天技术等。
目前，电致发光原理已经被广泛应用于电子行业，如LED显示屏、LCD电视机、投影仪、电脑显示器、手机屏幕等等。
电致发光原理不仅实现了发光的效果，而且具有良好的环保性能，可以有效的减少污染和节省能源，被认为是一种绿色的发光技术。
电制发光的原理和应用
电致发光的原理和应用一、电致发光的基本原理电致发光是指通过施加电压或电场，将电能转化为光能的一种现象。
其基本原理是当某些材料在被电压激发后，能够产生电子与空穴的复合，从而释放出光子。
电致发光的原理可以由以下几个方面来解释：1.能级跃迁：当材料中出现能级跃迁时，光子将被激发并发射出来。
这种跃迁可以是由于电子与空穴复合或电子在能带间跃迁引起的。
例如，半导体材料中的电子通过与空穴复合的方式释放出光子。
2.发射激活：某些材料只有在被激活后才能发光。
电场激活和电压激活是电致发光的两种常见激活方式。
在电场激活中，施加电场使得材料中的电子被激发，从而产生发光。
而在电压激活中，施加电压会改变材料的能带结构，使电子跃迁释放出光子。
3.能量转换：电场或电压施加在特定材料上，将电能转化为光能。
这种能量转换过程可以通过电子行为、能带结构变化及电子与空穴复合来解释。
二、电致发光的应用电致发光技术广泛应用于各个领域，以下是一些常见的应用：1. 电子显示器电致发光技术是现代平面显示器的关键技术之一。
例如，液晶显示器背光模块中使用的LED背光源，以及有机发光二极管（OLED）显示屏都是基于电致发光原理。
这些显示器具有高亮度、广色域和低功耗等特点，被广泛应用于电视、手机、电脑等消费电子产品。
2. 照明LED照明是电致发光技术的重要应用之一。
由于LED具有高效率、长寿命和低功耗等特点，被广泛应用于室内外照明。
LED灯泡、灯管、路灯等产品在照明领域有着广泛应用，并逐渐取代传统的白炽灯和荧光灯。
3. 汽车照明电致发光技术在汽车照明领域也有广泛应用。
例如，LED大灯在汽车前照灯和尾灯中被广泛采用，其高亮度和耐用性使得驾驶者在夜间或恶劣天气条件下获得更好的视觉效果。
此外，车内阅读灯、仪表盘背光灯等也都基于电致发光技术。
4. 光电器件电致发光技术在光电器件中应用广泛。
例如，激光二极管（LD）和近红外二极管（NIR）等器件在通信、医疗、工业和科学研究等领域发挥着重要作用。
电致发光的原理
电致发光的原理电致发光（Electroluminescence，简称EL）是一种利用电场作用下物质发光的现象，它是一种重要的发光原理，被广泛应用于LED显示屏、荧光材料等领域。
电致发光的原理是指在外加电场的作用下，物质中的电子和空穴结合发生能级跃迁，从而产生光致发光的现象。
下面将详细介绍电致发光的原理及其应用。
电致发光的原理。
电致发光的原理主要涉及到半导体材料和电子结构。
在半导体材料中，当外加电场作用下，电子和空穴会在PN结的区域发生复合，释放出能量，从而产生光致发光的现象。
具体来说，当外加电压加到半导体材料上时，电子和空穴会在PN结的区域发生复合，电子从高能级跃迁到低能级时，释放出能量，这些能量以光的形式发射出来，产生发光的效应。
电致发光的应用。
电致发光技术已经被广泛应用于LED显示屏、荧光材料等领域。
在LED显示屏中，电致发光技术被用于制造LED发光二极管，LED发光二极管是一种半导体发光器件，具有体积小、功耗低、寿命长等优点，被广泛应用于室内外显示屏、汽车车灯等领域。
在荧光材料中，电致发光技术被用于制造荧光粉，荧光粉是一种能够在紫外光的激发下发光的材料，被广泛应用于荧光灯、荧光笔等产品中。
总结。
电致发光是一种利用电场作用下物质发光的现象，它是一种重要的发光原理，被广泛应用于LED显示屏、荧光材料等领域。
电致发光的原理是指在外加电场的作用下，物质中的电子和空穴结合发生能级跃迁，从而产生光致发光的现象。
电致发光技术已经被广泛应用于LED显示屏、荧光材料等领域，为人们的生活带来了诸多便利。
希望本文能够帮助大家更加深入地了解电致发光的原理及其应用。
电致发光及原理
电致发光及原理电致发光ElectroluminescenceEL是物质在一定的电场作用下被相应的电能所激发而产生的发光现象。
电致发光EL是一种直接将电能转化为光能的现象。
早在20世纪初虞瑟福就发现了SiC晶体在电场作用下的发光。
电致发光作为一种平面光源引起了人们的极大爱好。
人们企图实现照明光源从点光源、线光源到面光源的革命。
自从无机发光板硫化锌和磷砷化镓化合物发明以来电致发光已被广泛应用在很多领域取得了令人瞩目的成就。
尽管粉末电致发光现象早在1937年就被发现但直到50年代将硫化锌和有机介质涂敷在透明导电玻璃上再做上第二电极加上交流电压才实现稳定的电致发光。
人们逐渐把目光投向了性能更为优良的新一代平板显示器件工艺更简单的新型有机电致发光器件OLED。
1.电致发光材料从发光材料角度可将电致发光分为无机电致发光和有机电致发光。
无机电致发光材料一般为等半导体材料。
有机电致发光材料依占有机发光材料的分子量的不同可以区分为小分子和高分子两大类。
小分子OLED材料以有机染料或颜料为发光材料高分子OLED材料以共轭或者非共轭高分子聚合物为发光材料典型的高分子发光材料为PPV及其衍生物。
有机电致发光材料依据在OLED器件中的功能及器件结构的不同又可以区分为空穴注进层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL、电子注进层EIL等材料。
其中有些发光材料本身具有空穴传输层或者电子传输层的功能这样的发光材料也通常被称为主发光体发光材料层中少量掺杂的有机荧光或者磷光染料可以接受来自主发光体的能量转移和经过载流子捕捉carriertrap的机制而发出不同颜色的光这样的掺杂发光材料通常也称为客发光体或者掺杂发光体英文用Dopant表示。
从发光原理角度电致发光可以分为高场电致发光和低场电致发光。
2.电致发光的原理和器件结构从发光原理电致发光可以分为高场电致发光和低场电致发光。
高场电致发光是一种体内发光效应。
发光材料是一种半导体化合物掺杂适当的杂质引进发光中心或形成某种介电状态。
电致发光的原理及应用
电致发光的原理及应用1. 电致发光的原理电致发光是一种通过电场或电流激发材料发光的现象。
它利用一种被称为发光二极管（Light-emitting diode，简称LED）的器件实现。
LED是一种能够将电能转换为光能的半导体材料。
1.1 LED结构LED的基本结构由N型半导体和P型半导体相互夹杂而成。
其中N型半导体的掺杂原子主要是五价元素，如磷、砷等；P型半导体的掺杂原子主要是三价元素，如硼、铝等。
在N型半导体和P型半导体的交界处形成PN结。
1.2 PN结的原理当向PN结施加逆向偏置电压时，发生反向击穿，电流通过LED非常小，不产生发光。
而当向PN结施加正向偏置电压时，随着电流通过LED，光子被发射出来，形成发光现象。
1.3 发光原理LED实际上是通过电子和空穴的复合过程释放能量所产生的发光。
当电子从N型半导体跃迁到P型半导体区域时，电子会与空穴发生复合，释放出能量。
这些能量以光子的形式辐射出来，从而产生可见光。
2. 电致发光的应用2.1 家居照明由于LED具有低能耗、长寿命、可调光和无紫外线等特点，使其成为理想的家居照明选项。
在家庭中，LED被广泛应用于普通照明、装饰照明以及灯具设计等方面。
2.1.1 普通照明LED灯泡已经成为替代传统白炽灯和荧光灯的最佳选择。
LED灯泡具有较高的能效，节省能源的同时也减少了碳排放。
2.1.2 装饰照明由于LED可以发出各种颜色的光，使其非常适合在家庭中进行装饰照明。
它可以通过改变颜色和亮度来营造不同的氛围，满足个性化的需求。
2.2 电子产品显示屏LED在电子产品的显示屏方面有广泛的应用。
例如，LED被广泛用于电视屏幕、计算机显示屏和手机屏幕等。
由于LED显示屏具有高亮度、高对比度和快速响应等特点，使其成为理想的显示技术。
2.3 交通信号灯LED交通信号灯是近年来替代传统灯泡的一项重要应用。
LED交通信号灯具有高亮度、快速响应和长寿命等特点，使得交通信号具有更好的可见性和可靠性。
电发光的原理
电发光的原理电发光是一种通过电流作用下导体或半导体材料中的电子发生跃迁，从而释放能量并产生光的现象。
它广泛应用于照明、显示、通信和光学器件等领域。
电发光的原理可以分为两类：电致发光和电解发光。
一、电致发光电致发光是指在外加电场或电流的作用下，导体或半导体中的电子在特定跃迁能级之间发生跃迁，从而产生光的现象。
导体和半导体材料中的电子能级结构决定了其电发光的特性。
导体的电发光是由于自由电子从高能级跃迁到低能级时，电子释放出的能量以光的形式发出。
导体材料中的电子处于连续能带结构中，能带上的电子可任意跳跃到其他能级上。
当外加电场或电流作用下，电子能被激发到高能级，当电子由高能级跃迁到低能级时，通过光子的形式发出能量，从而产生电发光现象。
半导体的电发光是由于电子在带隙中发生跃迁而产生的。
半导体材料的能带结构相较于导体是离散的，包括导带和价带。
在原子尺度上，半导体的原子核与价带中电子形成共价键，使得带隙较小，相对于导体，半导体的带隙更适合电子跃迁，从而产生光发射。
当半导体材料被激发时，电子从价带跃迁到导带，形成载流子。
由于载流子在导带中运动时会损失能量，当它们重新回到价带时，会通过光子的形式释放出多余的能量，产生光。
二、电解发光电解发光是指由于电解液中存在可发光的物质，在电解过程中通过化学反应释放能量，从而产生光的现象。
在电解发光中，通过电流的作用下，电解质中的离子或分子发生电解，产生光和其他化学反应。
这种现象常见于电解池、蓄电池和化学发光器件等。
典型的电解发光现象是电化学发光。
电化学发光是指通过电化学反应，在电解质中产生活化控制产生光发射的离子或分子。
其中，最常见的一种电解发光现象是氧化磷光发射。
在电解过程中，阳极上由金属氧化物催化产生超氧离子并被还原为氢氧根离子。
然后，超氧离子与产生的有机光谱试剂发生反应，产生五环幺嗪离子和激发态的超氧离子，随后发生荧光发射，释放出能量并转化为可见光。
综上所述，电发光的原理可以分为电致发光和电解发光两种方式。
第六章__电致发光
HOMO
三层结构的OLED的能带图
• 当器件加正向偏压时,电
子和空穴分别从阴极和阳极
Name:电 子
注入到有机材料中,外场的
作用使它们迁移至发光层
EML
• 电子和空穴在发光层相遇
• 1963年，M. Pope等人也获得了蒽单晶的电致发光。 • 70年代，宾夕法尼亚大学的Heeger探索了合成金属。 • 1987 年 ， Kodak 公 司 的 邓 青 云 首 次 研 制 出 具 有 实 用 价 值 的 低 驱 动 电 压
（<10V，>1000cd/m2）OLED器件（Alq作为发光层）。 • 1990年，Burroughes及其合作者研究成功第一个高分子EL（PLED）(PPV
膜层； • 载流子的迁移：载流子分别从电子传输层和空穴传输层向发光层迁移； • 激子的形成和扩散：电子和空穴在发光层中相遇，形成激子，激子复合并将
能量传递给发光材料，使其从基态能级跃迁为激发态； • 发光：激发态能量通过辐射驰豫过程产生光子，释放出光能。
LUMO
••• •••
阳极
HTL
EML
ETL
•••
段
源
Al 开 发 阶段
薄 膜 型 玻 璃 ITO膜 有 ZnS:Mn 薄 有来自交流电 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
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
新兴材料——EL电致发光片
一、EL电致发光片的特点：
• 1、 超薄平整，亮度均匀。 • 该产品属于超薄型发光光源，光线柔和、均匀稳定。最薄 可达0.12mm左右。占用空间小，施工方便，重量轻、体 积小、可粘贴，可整体发光，也可局部发光。尤其是整个 画面发光一致。当作用于仪器面板、仪表、指示牌时，不 会因亮度刺眼而眩目；当作用于大型广告画面背光源时， 更能逼真地反映出画面的清晰层次；当作用于消防战士服 装标记时，可在漆黑的烟雾环境里清晰地看清战友身上的 标记以便联络、施救……。
• 4、礼品玩具、应用广泛： • 电致发光片在礼品、玩具、服装、夜光圣诞卡、圣诞树装 饰、圣诞老人、工艺书画、旅行包、文化衫、纪念品、贺 卡、生日卡、手提袋、大型会议用品等一系列产品上均有 用武之地。 • 5、军用航海、作用非凡： • 采用电致发光片制作背光作战地图、飞机夜间降落标识、 军用靶标、地铁标识、广告、炮兵瞄准仪、机场标志、轮 船航海标志等均体现出了非凡的效果。
二、电致发光片的主要用途
• 电致发光片其作途十分广泛。简单地说各行各业，各个领 域包括家庭，装饰，儿童玩具等，均有十分广泛的应用前 景。 • 1、背光面板、光彩夺目： • 目前主要用在汽车面板、火车、轮船、飞机、摩托车、电 动车、数控车床。医疗器械面板、显示屏、计算器、各种 液晶显示器、笔记本电脑、数码相机背光、大型背投、手 机背光等。
• 6、追逐跳跃、活力无限。 • 用EL电致发光片制作艺术灯箱有较高的商业价值、它既避 免了传统灯箱的形式单一、死板、画面无法闪动跳跃的缺 点，又弥补了霓虹灯无法制作精细彩色画面，安装制作繁 琐费力的不足。用这种材料可制作出，高清晰度的彩色效 果画面，并且可以使画面闪显、跳动，追逐等。格外引人 注目，其广告效应可想而知。
新兴材料——EL电ຫໍສະໝຸດ 发光片简介及原理• EL电致发光片全名是：“ELECTROLLIMINESCENT”，简称 EL。是目前少数发达国家十分流行、用途又十分广泛的一 种新型高科技发光材料。 • 其发光原理是通过加在两极的交流电压产生交流电场，被 电场激发的电子，撞击荧光物质（ZNS），也就是（硫化 锌），引起电子能级的跳跃、变化、复合而发射出高效率 冷光的一种物理现象，也就是电激发光现象。用这种原理 通过特殊工艺制作出来的发光片，叫电致发光片，又因为 它发出来的光没有温度，所以被称为“冷光电致发光片”。
有机电致发光材料及器件导论精
1.电致发光（EL）：发光材料在电场作用下，受到电流和电场的激发而发光的现象，是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程（非热转换即不是通过热辐射实现的）。
2. FED,PDP,LCD都存在问题，不能满足时代需求，所以研究更为高效的有机电致发光器件（OLED）。
OLED特点：材料选择有机物，高分子，因而选择范围宽；驱动电压低；发光亮度和发光效率高，发光视角宽，相应速度快；器件可弯曲，不受尺寸限制，分辨率高等。
3.基态：分子的稳定态即能量最低状态；激发态：被激发后，分子的电子排布不遵循构造原理。
激发态分子内的物理失活：辐射跃迁和非辐射跃迁。
而辐射跃迁：释放光子而从高能激发态失活到低能基态的过程。
导致电子运动轨道界面减少；在势能面上跃迁是垂直发生的。
4.有机半导体：在外电场作用下，电子和空穴在LUMO和HOMO间的跳跃产生电流。
而掺杂半导体中的载流子浓度大于本征半导体（电子和空穴浓度相同），所以导电性更好5.直流注入式有机电致发光：在有机EL器件的两端电机上加上直流电源，通电后发光器件受电激发的作用而发光的现象。
过程：载流子注入，载流子传输，电子和空穴碰撞形成激子（激子是彼此束缚在一起的电子和空穴对），激子辐射退激发发出光子。
6.单线态激子是总自旋为0的激发状态；注入的电子和空穴形成的单线态和三线态激子的比例正比于其状态数，有机电致发光的量子效率最大为25%；Forster能量转移：能量从主体向掺杂材料的传递方式，能在较远距离内实现，为单线态激子；Dexter能量转移：只能在紧邻分子间实现，为三线态激子。
7.单层器件：单层有机薄膜被夹在ITO阴极和金属极之间，形成的是单层有机电致发光器件。
但是单层器件的载流子的注入不平衡，器件发光效率低。
三层器件是目前OLED中最常用的一种。
在实际的器件中，在发光层往往采用掺杂的方式提高器件性能8.器件制备过程：刻蚀好的ITO玻璃一清洗一臭氧/氧等离子体处理一基片置于真空腔体一抽真空一蒸发沉积有机薄膜和阴极一取出器件并封装一测试表征9.有机小分子发光器件通常用真空蒸发沉积的方法制备构成器件的薄膜，整个过程要在真空腔内完成（真空度高于10八-4Pa）。
有机电致发光器件工作原理
有机电致发光器件工作原理1.1 有机材料的电子跃迁过程有机电致发光的发光机理：在外电场作用下，空穴和电子分别注入到有机材料中，在有机层中相遇复合形成激子，释放出能量，同时将能量传递给有机发光材料的分子，使其从基态跃迁到激发态，由于激发态很不稳定，受激分子发生辐射跃迁从激发态回到基态产生发光现象。
一般将有机物质分子的状态分为基态与激发态。
基态是指分子的稳定态，即能量最低状态，其分子中的电子的排布完全遵从能量最低原理，泡利不相容原理和洪特规则。
激发态是指物质分子受到光或其他的辐射使其能量达到一个更高的值时，变为一个不稳定的状态，被激发后称分子处于激发态。
通常将分子的不稳定的存在状态用单重态S表示,基态单重态用S0表示，三重激发态用T1表示。
当有机分子被激发时，分子处于激发单重态，依据它们能量的高低表示为S1、S2、S3。
在电致发光的过程中，单重态激子和三重态激子被认为是同时产生的。
其中荧光是电子从最低单重激发态到基态的跃迁发光，这种现象又称为电致荧光。
电子从最低三重态回到基态的跃迁产生的发光称为磷光。
但在室温下，从最低三重激发态回到基态的电子跃迁产生的发光是极微弱的，其能量绝大部分以热的形式损失掉了，所以这个过程被认为是无辐射过程。
图1.1为有机材料分子内部电子的主要跃迁过程：a过程：从S0—S1、S2是在外界激励下发生跃迁；f过程：从S1—S0是以辐射的形式发射了光子产生了荧光；P过程：从T1—S0是一个辐射跃迁的磷光发光；从S2—S1是通过内转换过程（IC）；从S1—T1是通过系间内转换过程（ISC），且S1发生了自旋反转；从S2—S0是辐射跃迁的荧光发光。
图1.1 电致发光能级图1.2有机电致发光器件的结构有机电致发光器件常见的器件结构：OLED器件多采用夹层式三明治结构：由一薄而透明具有半导体性质的铟锡氧化物(ITO玻璃)透明电极为正极与低功函数的金属为阴极如同三明治般将有机材料层夹在其中，有机材料层包括发光层(EML)、空穴传输层(HTL)、与电子传输层(ETL)。
光致发光和电致发光谱课件
电致发光的未来发展
1 2 3
高效节能技术 随着环保意识的提高，电致发光技术将不断向高 效节能方向发展，降低能耗，提高发光效率。
多功能化 电致发光技术将不断拓展其应用领域，如开发具 有温度、湿度、压力等多功能的电致发光器件， 满足更复杂的应用需求。
柔性化与可穿戴化 结合柔性电子技术，实现电致发光器件的柔性化 和可穿戴化，使其能够应用于可穿戴设备、智能 家居等领域。
02
光致发光和电致发光的材料
光致发光材料
光致发光材料在受到光照后，能够将吸收的光能转换为荧 光或磷光并释放出来。
光致发光材料通常由无机晶体、玻璃、陶瓷或高分子聚合 物等组成，它们能够将吸收的光能转换为较低能量的光辐 射，如荧光或磷光。这种材料广泛应用于照明、显示、生 物成像和传感等领域。
电致发光材料
发展趋势
光致发光和电致发光的发展趋势也不同，光致发光将更加注重智能化控制和与其他技术的 结合，而电致发光则将更加注重节能环保和柔性化、可穿戴化的发展。
光致发光与电致发光的比较
光致发光和电致发光虽然都是发光现 象，但它们的激发机制、光谱特性和 应用场景有所不同。
VS
光致发光是由光子激发产生的，其光 谱特性与吸收的光线波长有关；而电 致发光是由电流作用产生的，光谱特 性可以通过调节电流和电压进行控制。 光致发光通常用于荧光标记、生物成 像等领域；而电致发光则广泛应用于 显示器和照明技术。
03
光致发光和电致发光的谱线特征
光致发光谱线特征
连续光谱
温度依赖性
光致发光过程中，发射光谱通常是连 续的，这是因为发光过程中涉及的能 级差较小，导致光谱分布广泛。
光致发光谱线的强度和宽度随温度变 化，温度越高，强度越低，谱线越宽。
有机电致发光器件的工作原理
有机电致发光器件的工作原理
嘿呀！今天咱们来聊聊有机电致发光器件的工作原理，这可真是个超级有趣的话题呢！
首先呀，咱们得知道啥是有机电致发光器件。
哎呀呀，简单说呢，它就是一种能自己发光的神奇玩意儿！
那它到底咋工作的呢？听我慢慢道来！1. 这第一步呢，就是电荷注入！哇，电荷就像一群小调皮，从电极那里跑进来啦！这可不得了，没有电荷的注入，后面的事儿都没法开展呢！
接着呢，2. 电荷传输！哎呀呀，这些注入进来的电荷得动起来呀，它们顺着特定的通道，欢快地奔跑着，去完成它们的使命！
然后啊，3. 激子形成！这可神奇啦！电荷们一相遇，就像魔法一样，形成了激子！
再然后呀，4. 辐射复合发光！哇塞，到了关键时刻啦！激子释放出能量，就有了那迷人的光！这光可美啦，给我们带来了各种各样的惊喜！
你想想，这一系列的过程，是不是像一场精心编排的舞蹈？每个步骤都不能出错，才能跳出那完美的舞姿，展现出绚丽的光芒！
哎呀呀，这有机电致发光器件的工作原理，是不是特别有意思？它的应用也超级广泛呢！比如说在手机屏幕、电视显示上，都能看到它的身影！哇，是不是感觉科技的力量太强大啦？
总之呢，了解有机电致发光器件的工作原理，能让我们更好地感受科技给生活带来的变化！你说呢？。
第一章 电致发光显示
纯位错模型
发光线与位错线
Peters等人在六十年代研究了晶体缺陷和电致发 光亮度之间的关系。
层错参数：偏离正常六角堆积面的数目所占百 分比值
Bonfiglioli等人提出由纯位错 产生的p－n结模型
两种发光中心
•复合发光——电子处于激发态时， 它们离开原来的发光中心，被激发进 入导带内。当导带中的电子与离化中 心的空穴重新复合，产生发光。 •分立中心发光——电子处于激发态 时，并不离开原来的发光中心，只是 从基态被激发到一些高能量的激发态 上．当电子再从某个激发态回到基态 时，就释放能量，产生发光．
一般结构：
1) 分散型交流ELD基本结构： ① 基板为ITO(In2O3:SnO2~10%重量 比，导电：几十，透光率： 85%)玻璃板或柔性塑料板。 ② 发光层由荧光体粉末分散在有机 粘结剂中做成。 ③ 荧光体粉末：ZnS:Cu,Cl, 或Mn 原子等，可得到不同的发光色。 ④ 粘结剂中采用介电常数比较高的 有机油如氰乙基纤维素等。 ⑤ 介电质层：防止绝缘层被破坏。 ⑥ 背面电极：Al。
电 致 发 光 显 示
一、电致发光显示的分类与特点
1、低场电致发光 1960年人们发现GaAs的p-n结二极管在正向偏压下，发生少数 载流子注入，并在p-n结附近，两种载流子发生复合发光。
2、高场电致发光
发光材料是半导体化合物，掺杂适当的杂质引进发光中心或形 成某种介电状态。当它与电极或其它介质接触时，构成MS结构或 MIS结构，来自电极或界面的电子，进入发光材料的高场区，被加 速并成为过热电子，它可以碰撞发光中心使之被激发或被离化，再 通过一系列的能量输运过程，电子从激发态回到基态而发光。
场发射的电流密度为： j = C1εnexp[-C2(me· ⊿E3) ½/ε] (3-2)
第二章-有机电致发光的基本原理
第二章 有机电致发光的基本原理2.1 有机电致发光器件的发光机理有机电致发光材料均为共轭有机分子，依据休克尔分子轨道理论（HMO ），并结合半导体理论中的能带理论，可将有机共轭分子中的最高分子占有轨道HOMO 类比为能带理论中的价带顶，最低空轨道LUMO 为导带底，这样就可以用半导体理论模型对有机电致发光进行理论研究。
有机电致发光和无机电致发光相似，属于载流子双注入型发光器件，所以又称为有机发光二极管，其发光机理一般认为是:在外界电压驱动下，从阴极注入的电子与从阳极注入的空穴在有机层中形成激子，并将能量传递给有机发光物质的分子，使其受到激发，从基态跃迁到激发态，当受激分子从基态回到基态时辐射跃迁而产生发光。
具体发光过程可分以下几个阶段：(1) 载流子的注入：在外加电场的条件下，空穴和电子分别从阳极和阴极向夹在电极之间的有机功能薄膜层注入，即空穴向空穴传输层的HOMO 能级(相当于半导体的价带)注入，而电子向电子传输层LUMO 能级(相当于半导体的导带)注入。
电子的注入机理比较复杂，可分为电场增强热电子发射；场致发射，其过程是在强电场作用下，电子通过势垒从金属至半导体的量子力学隧穿。
在低温时，大多数电子是在金属的费米能级上隧穿势垒的，这形成场致发射（F 发射），在中等温度时，大多数电子是在能级Em （高于金属的费米能级）上隧穿势垒的，这形成所谓的热电子场致发射或热助场致发射（T-F 发射），在极高温度时，主要贡献是热电子发射；隧穿发射，如果绝缘体足够薄或者含有大量的缺陷，或者两者兼有，则电子可直接从电极注入到有机层。
(2) 载流子的迁移：载流子在有机分子薄膜中的迁移被认为是跳跃运动和隧穿运动[9,10]，并认为这两种运动是在能带中进行的。
当载流子一旦从两极注入到有机分子中，有机分子就处在离子基(A ＋、A －)状态，（见下图）并与相邻的分子通过传递的方式向对面电极运动。
此种跳跃运动是靠电子云的重叠来实现的，从化学的角度来说，就是相邻的分子通过氧化-还原方式使载流子运动。
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电致发光及原理
电致发光ElectroluminescenceEL是物质在一定的电场作用下被相应的电能所激发而产生的发光现象。
电致发光EL是一种直接将电能转化为光能的现象。
早在20世纪初虞瑟福就发现了SiC晶体在电场作用下的发光。
电致发光作为一种平面光源引起了人们的极大爱好。
人们企图实现照明光源从点光源、线光源到面光源的革命。
自从无机发光板硫化锌和磷砷化镓化合物发明以来电致发光已被广泛应用在很多领域取得了令人瞩目的成就。
尽管粉末电致发光现象早在1937年就被发现但直到50年代将硫化锌和有机介质涂敷在透明导电玻璃上再做上第二电极加上交流电压才实现稳定的电致发光。
人们逐渐把目光投向了性能更为优良的新一代平板显示器件工艺更简单的新型有机电致发光器件OLED。
1.电致发光材料从发光材料角度可将电致发光分为无机电致发光和有机电致发光。
无机电致发光材料一般为等半导体材料。
有机电致发光材料依占有机发光材料的分子量的不同可以区分为小分子和高分子两大类。
小分子OLED材料以有机染料或颜料为发光材料高分子OLED材料以共轭或者非共轭高分子聚合物为发光材料典型的高分子发光材料为PPV及其衍生物。
有机电致发光材料依据在OLED器件中的功能及器件结构的不同又可以区分为空穴注进层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL、电子注进层EIL等材料。
其中有些发光材料本身具有空穴传输层或者电子传输层的功能这样的发光材料也通常被称为主发光体发光材料层中少量掺杂的有机荧光或者磷光染料可以接受来自主发光体的能量转移和经过载流子捕捉carriertrap的机制而发出不同颜色的光这样的掺杂发光材料通常也称为客发光体或者掺杂发光体英文用Dopant表示。
从发光原理角度电致发光可以分为高场电致发光和低场电致发光。
2.电致发光的原理和器件结构从发光原理电致发光可以分为高场电致发光和低场电致发光。
高场电致发光是一种体内发光效应。
发光材料是一种半导体化合物掺杂适当的杂质引进发光中心或形成某种介电状
态。
当它与电极或其他介质接触时其势垒处于反向时来自电极或界面态的电子进人发光材料的高场区被加速并成为过热电子。
它可以碰撞发光中心使之被激发或被离化或者离化晶格等。
再通过一系列的能量输运过程电子从激发态回到基态而发光。
低场电致发光又称为注人式发光主要是指半导体发光二极管LED。
1960年人们发现GaAs的p-n结二极管在正向偏压下发生少数载流子注进并在p-n结四周两种载流子发生复合而发光。
由于这种半导体材料禁带较窄发出的是红外光。
随后利用这一原理不断开拓较宽禁带的半导体材料GaPGaInPGaAlAsGaN等等陆续研制成红色、黄色、绿色和蓝色的发光二极管。
近年来在电致发光领域有机薄膜电致发光异军突起。
一般以为有机电致薄膜发光过程由以下5个步骤1载流子的注进。
在外加电场的作用下电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能薄膜层注进。
电子从阴极注进到有机物的最低未占据分子轨道LUMO而空穴从阳极注进到有机物的最高占据分子轨道HOMO。
2载流子的迁移。
注进的电子和空穴分别从电子传输层和空穴传输层向发光层迁移。
3载流子的复合。
电子和空穴结合产生激子。
4激子的迁移。
激子在有机固体薄膜中不断地作自由扩散运动并以辐射或无辐射的方式失活。
5电致发光。
当激子由激发态以辐射跃迁的方式回到基态就可以观察到电致发光现象发射光的颜色是由激发态到基态的能级差所决定的。
电致发光器件的基本结构属于夹层式结构激发光层被两侧电极像三明治一样夹在中间一侧为透明电极以便获得面发光。
由于阳极功函数高可以进步空穴注进效率所以一般使用的阳极多为氧化铟-氧化锡ITO。
在ITO 上再用蒸发蒸镀法或旋转涂层法制备单层或多层膜膜上面是金属阴电极由于金属的电子逸出功影响电子的注进效率因此要求其功函数尽可能低。
现以目前研究较多较热的有机电致发光器件为例进行说明大多数有机电致发光材料是单极性的同时具有均等的空穴和电子传输性质的有机物很少一般只具有传输空穴的性质或传输电子的性质。
为了增加空穴
和电子的复合几率进步器件的效率和寿命OLED的结构从简单的单层器件发展到双层器件、3层器件甚至多层器件。
由于采用这种单极性的有机物作为单层器件的发光机材料会使电子与空穴的复合自然地靠近某一电极当复合区越靠近这一电极就越轻易被该电极所淬灭而这种淬灭有损于有机物的有效发光从而使OLED发光效率降低。
而采用双层、3层甚至多层结构的OLED能充分发挥各功能层的作用调节空穴和电子注进到发光层的速率只有使注进的电子和空穴在发光层复合才能进步器件的发光效率。
由于大多数有机物具有尽缘性只有在很高的电场强度下才能使载流子从一个分子流向另一个分子所以有机膜的总厚度不能超过几百纳米否则器件的驱动电压太高会失往LED的实际应用价值。
3应用远景电致发光EL显示的特点是主动发光冷光源面发光且亮度均匀无光斑功耗小寿命长大于5000h工作温度范围宽-4070℃超薄可根据要求任意剪裁外形和尺寸其抗冲击性、抗震动性好。
EL电致发光屏广泛用于LCD模块、手提电话、IC卡电话机、磁卡电话、电池供电的显示屏、BP机、腕表、汽车仪表板、音响及电视远控器手持GPS接收器、便携式计算机等的主动显示或背光显示中。
随着技术的发展点阵式模块的出现EL大屏幕显示显像会迅速发展在广告业、交通关键、会务显示等方面大显身手。
近年OLED技术已有很大的进展包括日本的Pioneer、Sanyo美国的Kodak、UDC韩国的Samsung、LG陆续在做研发其中并有产品进进市场新的、改良的材料不断被发现、发明使得元件的稳定性及寿命都有长足的进步。
研究机构iSuppli/StanfordResource最新报告指出OLED市场成长快速将由2003年的2.15亿美元成长到2008年的30亿美元。
因此再过几年随着OLED技术的快速进展将会为人类带来更便利的生活OLED的远景是令人期待的。