发光材料
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
ITO ELECTRODE PLASTIC SUBSTRATE
绝缘层的作用: 1. 消除不希望有的漏电流 2. 在高电场下不会击穿
绝缘层使用高介电常数和 高介电强度的材料: Y2O3、Si3N4、Al2O3等。
31
电致发光的物理过程
电致发光中,只有通过一定的电场分布,引起发光材料中载流 子的速度和能量分布发生变化,才能引起碰撞激发或离化发光 中心,然后复合发光。 (a). 在电场作用下,发光层与绝缘层界面能级处束缚的电子隧穿 发射至发光层; (b). 发光层中杂质和缺陷也电离,部分电子连同隧穿电子在电场 作用下被加速; (c). 当其能量增大到足够大时,碰撞激发发光中心,从而实现发 光;
陷阱可有不同深度,使电子释放出来所 需的温度就有高有低。
20
上转换发光
如果一个激发光光子产生 一个发射光光子,发射光 子的能量必然不会大于激 发光光子的能量。
如果发光材料能够吸收两 个或多个光子而产生一个 光子,可能发射出波长短 的光,这种现象称为上转 换发光。
上转换发光可以由激发态 吸收或连续能量传递产生。
发光材料
太阳表面 5800℃
白炽灯丝 2000℃
要靠辐射有效地产生 可见光,物体的温度 必须足够高!
热辐射决定于物体 的温度,是一种普 遍存在的现象。
光与热相伴而行1
不需要提高物体的温度,是物体在某种外界条
冷光 件的刺激下偏离热平衡状态时由激发态到基态 的跃迁所产生的辐射。是一种非平衡辐射。
光的发射是物体中电子从高能态到低能态的跃迁产生的, 物体要发光,首先就得使物体中的电子处于高能态。
激光致冷就是利用反斯托克斯现象不断将物体的振动 能以光的形式发射出去,使物体温度降低。
19
当激发发光体后,发光将逐渐衰减,直至发光消失。随后,
热释发光 逐渐升高发光体的温度,有的发光材料又会逐渐发光,并逐 渐变强,在某一温度时达到最大值后又逐渐变弱,这种变化 随着温度的上升,可以重复几次,直到高温时发光才消失。
6
相关名词解释
光通量
光通量是指光源在单位时间内向周围空间辐射的能引起 视觉反应能量,即可见光的能量。 它描述的是光源的有效辐射值,其国际单位是1m(流 明)。 同样功率的灯具的光通量可能完全不同,这是因为它们 的光效不同的缘故。比如:普通照明灯泡只有10 1m/W, 而金属卤素灯可以达到80 1m/W。
近年来电视演播室兴起的冷光源布光,是对传统光源的变革。冷光 源的色温高,耗能低,发热小,在进行室内外摄相时,色温转换简 单,画面自然,当然冷光源对调光台的性能要求也要高些。
12
发光光谱
(1)线谱
发光光谱指发光强度随波长或能量的 分布曲线,是发光材料独具的特征。
(2)带谱
(3)
13
发光材料分类(按激发方式来分)
Tm:铥 后弛豫到1I6,再… 22
吸收雪崩
该现象易发生在基态对激发光的吸收比 激发态弱,而且离子间相互作用强的体 系中。
由于基态吸收比较弱,开始时 激发态E1上的电子数不多,达 到E2上的电子也不多,上转换 发光较弱。
但处于激发态E2的离子和处于 基态G的另一个离子相互作用, 发生交叉弛豫,A离子E2上电 子跃迁到E1,同时B离子基态 的电子跃迁到E1,导致E1的电 子数增加了2个。此过程使E1 上的电子数目倍增,于是,从 E上1跃转迁换到发E光2的加电强子。数目也倍增,23
7
光源 光发射二极管 白炽灯,60W 白炽灯,100W 荧光灯管 水银灯,60W 水银灯,100W
光通量(lm) 0.01
730 1380 2300 5400 125000
8
照度
照度是指发光体照射在被照物体单位面积上的光通量, 其国际单位是lx(勒 [克斯] )。
1 lx = 1 lm/m2
照度的定义和测量比较复杂,象平均柱面照度、等效球 照度、标量照度等,它们的测量条件和计算方法有所不 同。 在建筑和装饰工程中经常会遇到、灯光系统中偶尔也涉 及到照度概念。
(d). 电子在穿过发光层后,被另一侧的界面俘获。
32
碰撞离化
电致发光的一种重要的激发机构。
在碰撞离化过程中电场的能量直接转变成晶体中电子的能 量,使得电子能量分布发生变化,处在导带中的电子在电 场加速下达到较高的能量状态,并与发光中心碰撞而离化, 即形成了激发态。当电子从这些能量较高的激发态再跃迁 回到原来能量较低的状态时,就可能产生各种辐射复合发 光。
Photoluminescence
吸收光谱 光的吸收系数随波长或频率的变化关
系曲线,称为吸收光谱。
激发光谱
表示用不同波长的光激发材料时,使 材料发出某一波长光的效率。
15
发光过程
(1) 基质晶格或激活剂(或称发光中心)吸收激发能; (2) 基质晶格将吸收的激发能传递给激活剂; (3) 被激活的激活剂发出一定波长的光而返回基态,
9
光源
照度(lx)
太阳,夏
70000
太阳,冬
5500
白昼,阴天
1000~2000
满月夜
0.25
星光,晴朗无月夜
0.001
工作台照明
1000
起居室照明
120
街道照明
1~16
10
亮度
亮度是指发光体在单位面积内发光强度。 单位是:cd/cm2。 坎 [德拉](cd)为发光强度的国际单位。
与照度定义几乎相同,如果我们把每一物体都视为光
18
斯托克斯规则
发光波长总是大于激发ห้องสมุดไป่ตู้长。即发光的光子能量必 然小于激发光的光子能量。
用紫外线激发发光材料时,可得到可见光区域的各 种颜色的光。
用蓝光激发,只能得到红光、橙光,至多是绿光。
若周围环境的振动能比较高,而发光中心的激发态所 处的振动能级比较低,此时发光中心有可能得到一部 分振动能而升到比较高的激发态。从激发态到基态的 跃迁所伴随的发光的能量就比激发能量高,发光的波 长比激发光的波长短,称为反斯托克斯发光。
复合发光
发光材料受激发时分离出一对带异号电荷的粒子,一 般为空穴和电子,这两种粒子复合时便发光,称为复 合发光。 由于离化的带电粒子在发光材料中漂移或扩散,从而 构成特征性光电导,故又称为“光电导型”发光。
短复合发光,单分子过程,<10-10s 长复合发光,双分子过程
4
材料的发光特征
1. 颜色特征
以某种方式将能量传递给物体使电子提升到一定高能态 的过程,称为激发过程。
发光就是将所吸收的激发能转化为光辐射的过程。
发光与激发方式无关
对应于不同的吸收的能量来源: 物理能、机械能、化学能、生物能等
相应地有: 物理发光、机械发光、化学发光、生物发光等。2
材料的发光机理
分立中心发光 复合发光
自发发光:受激发的粒子 (如电子),受粒子内部 电场作用从激发态A而回 到基态G时的发光。
加上正向电压时,势垒高
度降低,耗尽层减薄,能
量较大的电子和空穴分别
注入到p区或n区,同p区的
空穴和n区的电子复合,同
时以光的形式辐射出多余
的能量。
29
高场电致发光分类
基于高场下的电致发光现象所制成的器件,根据发光物 质的形态和驱动电压波形可分为四类:
分辨率高、矩阵驱动
交流薄膜电致发光 寿命长(>20000h)
同时伴随有部分非发光跃迁,能量以热的形式散 发。
16
A:激活剂 S:敏化剂(能强烈地吸收激发能,然
后将能量传递给激活剂)
17
(1)导带电子与俘获的空穴 复合 (2)俘获的电子与价带的空 穴复合 (3)激发能传给孤立中心, 发光跃迁在分立的中心内部 (4)导带中的电子直接与价 带中的空穴复合 (5)俘获的电子与俘获的空 穴复合
在材料的禁带中,存在着不同深度的陷 阱。在激发过程中,有的电子就掉进了 这些深度不同的陷阱。陷阱中的电子回 到导带的几率为:
E
P e kT
若温度T大,则P大,即导带中的电子数 目增多,复合的次数增多,发光增强。
陷阱中的电子数目是有限的,这些电子 耗尽了,即使继续升温,也没有可以参 与复合的电子,因此不再发光。
11
色温
色温是指光源发射的颜色与黑体在某一温度下辐射的光 色相同时,黑体的温度称为该光源的色温,一般以开氏K 为单位。比如3200K和5600K等。
色温高,光线的颜色偏冷:色温低,光线的颜色偏暖: 色温适中时,光线接近于白色。
自然界正常日照下,光线的色温一般都要高于人工灯具的色温。通 常情况下,阳光的色温为5600K左右,而演播室及演出用灯具的色温 都在3200K左右。(热光源)
3. 发光持续时间特征
5
规定当激发停止时,其发光亮度L衰减
发光持续时间特征 到初始亮度L0的10%时所经历的时间为
余辉时间,简称余辉。
人眼能够感觉到余辉的长发光期间者为磷光;
人眼感觉不到余辉的短发光期间者为荧光。
荧光与磷光无严格区别。
极短余辉:余辉时间<1s的发光; 短余辉: 余辉时间1~10s的发光; 中短余辉:余辉时间10-2~1ms的发光; 中余辉: 余辉时间1~100ms的发光; 长余辉: 余辉时间10-1~1s的发光; 极长余辉:余辉时间>1s的发光
源的话,那么亮度就是描述光源光亮的程度,而照度
正好是把每一物体都作为被照物体,用一块木板来举
例说明,当一定光束照到木板时我们讲木板有多少照
度,然后木板将多少光束反射到人眼,就称为木板的
多少亮度,那么有如下式子:亮度等于照度乘以反射
率。在同一房间同一位置一块白布和一块黑布的照度
是相同的,而亮度是不同的。
21
例:
上转换发光的激
发过程:
第1个光子将电子激
发到3F2能级,由于 3F2、3F3、3H4相距很 近,电子很快弛豫到
3H4。在此,它可能 吸收第2个光子跃迁
至1D2;也可能跃迁 到基态或3F4发出红外 光。3F4上的电子吸收 第2个光子跃迁到1G4, 1G4上的电子吸收第3 个电子跃迁到3P1,然
光致发光材料 电致发光材料
发光材料在光(紫外光、红外光、可见光等) 照射下激发发光。
发光材料在电场或电流作用下的激发发光。
射线致发光材料 发光材料在电子束或其它射线束的轰击下的
激发发光。
热致发光材料 发光材料在热作用下的激发发光。
等离子发光材料 发光材料在等离子体的作用下的激发发光。
14
光致发光材料
不同的发光材料有着不同的发光颜色。
2. 发光强度特征
发光强度代表发射光的能量,是一个客观数值;发光的亮度是人眼的 感觉,是主观判断的结果,其中包含了眼睛对不同颜色视觉的差别。 发光效率用来表征材料的发光本领。
量子效率:发光的量子数与激发源输入的量子数的比值。 能量效率(功率效率):发光的能量与激发源输入的能量的比值。 流明效率(光度效率):发光的流明数与激发源输入的能量的比值 (lm/W)。
上转换发光的另一种机制:逐次传递能量。
双掺杂体系:一种为能量的供体;一种为能量的受体
受体
供体
24
一个高能量的紫外或真空紫外光子变成两
量子剪裁 个能量较低的可见光光子的现象称为量子
剪裁,或称为量子劈裂或光子级连发射。
如(a)图,一个可 见光光子的产生以消 耗一个高能光子为代 价,即使量子效率接 近100%,能量效率 也比100%小很多。 如:荧光灯中的荧光 粉把紫外光转换为可 见光的量子效率超过 90%,但能量效率只 有50%左右。
ZnS:Cu,Cl或 (Zn,Cd)S:Cu,Br
本征式电致发光:利用电场直接激励电子,高能电子 与空穴复合而发光。电子的能量来自数量级为108V/m 的高电场,因此这种发光现象称为高场电致发光。 28
注入式电致发光
在低场下由电子-空穴对在pn结附近复合而产生的发光现 象。
由于电子和空穴的扩散作 用,在p-n结接触面两侧形 成空间电荷区(称为耗尽 层),形成一个势垒,阻 碍电子和空穴的进一步扩 散。
交流驱动
可实现彩色化及全色显示 液晶背光源
交流粉末电致发光
发光效率高(1-5lm/W) 寿命短( 2500h)
直流薄膜电致发光——可靠性差
直流驱动 直流粉末电致发光
低压矩阵驱动 可实现彩色化
30
交流粉末电致发光器件结构:
Al ELECTRODE INSULATOR
PHOSPHOR (50-100μm )
25
26
电致(场致)发光材料
Electroluminescence 电致发光是由直流或交流电场作用在物质上所产生的 发光现象,电能直接转变为光能,且无热辐射产生。
电致发光机理:
1. 本征式电致发光 2. 注入式电致发光
27
本征式电致发光
ITO
ITO:InSnO2,Indium Tin Oxide
受迫发光:受激发的电子 只有在外界因素的影响下 才发光(亚稳态发光)。
分立中心发光
发光材料的发光中心受激发 时并未离化,发光过程全部 局限在中心内部。被激发的 发光中心内的电子虽然获得 了跃迁至激发态的能量,但 并未离开中心,迟早会释放 出激发能,回到基态而发出 光来。
这种发光是单分子过程,并 不伴随有光电导,故又称为 “非光电导型”发光。 3
绝缘层的作用: 1. 消除不希望有的漏电流 2. 在高电场下不会击穿
绝缘层使用高介电常数和 高介电强度的材料: Y2O3、Si3N4、Al2O3等。
31
电致发光的物理过程
电致发光中,只有通过一定的电场分布,引起发光材料中载流 子的速度和能量分布发生变化,才能引起碰撞激发或离化发光 中心,然后复合发光。 (a). 在电场作用下,发光层与绝缘层界面能级处束缚的电子隧穿 发射至发光层; (b). 发光层中杂质和缺陷也电离,部分电子连同隧穿电子在电场 作用下被加速; (c). 当其能量增大到足够大时,碰撞激发发光中心,从而实现发 光;
陷阱可有不同深度,使电子释放出来所 需的温度就有高有低。
20
上转换发光
如果一个激发光光子产生 一个发射光光子,发射光 子的能量必然不会大于激 发光光子的能量。
如果发光材料能够吸收两 个或多个光子而产生一个 光子,可能发射出波长短 的光,这种现象称为上转 换发光。
上转换发光可以由激发态 吸收或连续能量传递产生。
发光材料
太阳表面 5800℃
白炽灯丝 2000℃
要靠辐射有效地产生 可见光,物体的温度 必须足够高!
热辐射决定于物体 的温度,是一种普 遍存在的现象。
光与热相伴而行1
不需要提高物体的温度,是物体在某种外界条
冷光 件的刺激下偏离热平衡状态时由激发态到基态 的跃迁所产生的辐射。是一种非平衡辐射。
光的发射是物体中电子从高能态到低能态的跃迁产生的, 物体要发光,首先就得使物体中的电子处于高能态。
激光致冷就是利用反斯托克斯现象不断将物体的振动 能以光的形式发射出去,使物体温度降低。
19
当激发发光体后,发光将逐渐衰减,直至发光消失。随后,
热释发光 逐渐升高发光体的温度,有的发光材料又会逐渐发光,并逐 渐变强,在某一温度时达到最大值后又逐渐变弱,这种变化 随着温度的上升,可以重复几次,直到高温时发光才消失。
6
相关名词解释
光通量
光通量是指光源在单位时间内向周围空间辐射的能引起 视觉反应能量,即可见光的能量。 它描述的是光源的有效辐射值,其国际单位是1m(流 明)。 同样功率的灯具的光通量可能完全不同,这是因为它们 的光效不同的缘故。比如:普通照明灯泡只有10 1m/W, 而金属卤素灯可以达到80 1m/W。
近年来电视演播室兴起的冷光源布光,是对传统光源的变革。冷光 源的色温高,耗能低,发热小,在进行室内外摄相时,色温转换简 单,画面自然,当然冷光源对调光台的性能要求也要高些。
12
发光光谱
(1)线谱
发光光谱指发光强度随波长或能量的 分布曲线,是发光材料独具的特征。
(2)带谱
(3)
13
发光材料分类(按激发方式来分)
Tm:铥 后弛豫到1I6,再… 22
吸收雪崩
该现象易发生在基态对激发光的吸收比 激发态弱,而且离子间相互作用强的体 系中。
由于基态吸收比较弱,开始时 激发态E1上的电子数不多,达 到E2上的电子也不多,上转换 发光较弱。
但处于激发态E2的离子和处于 基态G的另一个离子相互作用, 发生交叉弛豫,A离子E2上电 子跃迁到E1,同时B离子基态 的电子跃迁到E1,导致E1的电 子数增加了2个。此过程使E1 上的电子数目倍增,于是,从 E上1跃转迁换到发E光2的加电强子。数目也倍增,23
7
光源 光发射二极管 白炽灯,60W 白炽灯,100W 荧光灯管 水银灯,60W 水银灯,100W
光通量(lm) 0.01
730 1380 2300 5400 125000
8
照度
照度是指发光体照射在被照物体单位面积上的光通量, 其国际单位是lx(勒 [克斯] )。
1 lx = 1 lm/m2
照度的定义和测量比较复杂,象平均柱面照度、等效球 照度、标量照度等,它们的测量条件和计算方法有所不 同。 在建筑和装饰工程中经常会遇到、灯光系统中偶尔也涉 及到照度概念。
(d). 电子在穿过发光层后,被另一侧的界面俘获。
32
碰撞离化
电致发光的一种重要的激发机构。
在碰撞离化过程中电场的能量直接转变成晶体中电子的能 量,使得电子能量分布发生变化,处在导带中的电子在电 场加速下达到较高的能量状态,并与发光中心碰撞而离化, 即形成了激发态。当电子从这些能量较高的激发态再跃迁 回到原来能量较低的状态时,就可能产生各种辐射复合发 光。
Photoluminescence
吸收光谱 光的吸收系数随波长或频率的变化关
系曲线,称为吸收光谱。
激发光谱
表示用不同波长的光激发材料时,使 材料发出某一波长光的效率。
15
发光过程
(1) 基质晶格或激活剂(或称发光中心)吸收激发能; (2) 基质晶格将吸收的激发能传递给激活剂; (3) 被激活的激活剂发出一定波长的光而返回基态,
9
光源
照度(lx)
太阳,夏
70000
太阳,冬
5500
白昼,阴天
1000~2000
满月夜
0.25
星光,晴朗无月夜
0.001
工作台照明
1000
起居室照明
120
街道照明
1~16
10
亮度
亮度是指发光体在单位面积内发光强度。 单位是:cd/cm2。 坎 [德拉](cd)为发光强度的国际单位。
与照度定义几乎相同,如果我们把每一物体都视为光
18
斯托克斯规则
发光波长总是大于激发ห้องสมุดไป่ตู้长。即发光的光子能量必 然小于激发光的光子能量。
用紫外线激发发光材料时,可得到可见光区域的各 种颜色的光。
用蓝光激发,只能得到红光、橙光,至多是绿光。
若周围环境的振动能比较高,而发光中心的激发态所 处的振动能级比较低,此时发光中心有可能得到一部 分振动能而升到比较高的激发态。从激发态到基态的 跃迁所伴随的发光的能量就比激发能量高,发光的波 长比激发光的波长短,称为反斯托克斯发光。
复合发光
发光材料受激发时分离出一对带异号电荷的粒子,一 般为空穴和电子,这两种粒子复合时便发光,称为复 合发光。 由于离化的带电粒子在发光材料中漂移或扩散,从而 构成特征性光电导,故又称为“光电导型”发光。
短复合发光,单分子过程,<10-10s 长复合发光,双分子过程
4
材料的发光特征
1. 颜色特征
以某种方式将能量传递给物体使电子提升到一定高能态 的过程,称为激发过程。
发光就是将所吸收的激发能转化为光辐射的过程。
发光与激发方式无关
对应于不同的吸收的能量来源: 物理能、机械能、化学能、生物能等
相应地有: 物理发光、机械发光、化学发光、生物发光等。2
材料的发光机理
分立中心发光 复合发光
自发发光:受激发的粒子 (如电子),受粒子内部 电场作用从激发态A而回 到基态G时的发光。
加上正向电压时,势垒高
度降低,耗尽层减薄,能
量较大的电子和空穴分别
注入到p区或n区,同p区的
空穴和n区的电子复合,同
时以光的形式辐射出多余
的能量。
29
高场电致发光分类
基于高场下的电致发光现象所制成的器件,根据发光物 质的形态和驱动电压波形可分为四类:
分辨率高、矩阵驱动
交流薄膜电致发光 寿命长(>20000h)
同时伴随有部分非发光跃迁,能量以热的形式散 发。
16
A:激活剂 S:敏化剂(能强烈地吸收激发能,然
后将能量传递给激活剂)
17
(1)导带电子与俘获的空穴 复合 (2)俘获的电子与价带的空 穴复合 (3)激发能传给孤立中心, 发光跃迁在分立的中心内部 (4)导带中的电子直接与价 带中的空穴复合 (5)俘获的电子与俘获的空 穴复合
在材料的禁带中,存在着不同深度的陷 阱。在激发过程中,有的电子就掉进了 这些深度不同的陷阱。陷阱中的电子回 到导带的几率为:
E
P e kT
若温度T大,则P大,即导带中的电子数 目增多,复合的次数增多,发光增强。
陷阱中的电子数目是有限的,这些电子 耗尽了,即使继续升温,也没有可以参 与复合的电子,因此不再发光。
11
色温
色温是指光源发射的颜色与黑体在某一温度下辐射的光 色相同时,黑体的温度称为该光源的色温,一般以开氏K 为单位。比如3200K和5600K等。
色温高,光线的颜色偏冷:色温低,光线的颜色偏暖: 色温适中时,光线接近于白色。
自然界正常日照下,光线的色温一般都要高于人工灯具的色温。通 常情况下,阳光的色温为5600K左右,而演播室及演出用灯具的色温 都在3200K左右。(热光源)
3. 发光持续时间特征
5
规定当激发停止时,其发光亮度L衰减
发光持续时间特征 到初始亮度L0的10%时所经历的时间为
余辉时间,简称余辉。
人眼能够感觉到余辉的长发光期间者为磷光;
人眼感觉不到余辉的短发光期间者为荧光。
荧光与磷光无严格区别。
极短余辉:余辉时间<1s的发光; 短余辉: 余辉时间1~10s的发光; 中短余辉:余辉时间10-2~1ms的发光; 中余辉: 余辉时间1~100ms的发光; 长余辉: 余辉时间10-1~1s的发光; 极长余辉:余辉时间>1s的发光
源的话,那么亮度就是描述光源光亮的程度,而照度
正好是把每一物体都作为被照物体,用一块木板来举
例说明,当一定光束照到木板时我们讲木板有多少照
度,然后木板将多少光束反射到人眼,就称为木板的
多少亮度,那么有如下式子:亮度等于照度乘以反射
率。在同一房间同一位置一块白布和一块黑布的照度
是相同的,而亮度是不同的。
21
例:
上转换发光的激
发过程:
第1个光子将电子激
发到3F2能级,由于 3F2、3F3、3H4相距很 近,电子很快弛豫到
3H4。在此,它可能 吸收第2个光子跃迁
至1D2;也可能跃迁 到基态或3F4发出红外 光。3F4上的电子吸收 第2个光子跃迁到1G4, 1G4上的电子吸收第3 个电子跃迁到3P1,然
光致发光材料 电致发光材料
发光材料在光(紫外光、红外光、可见光等) 照射下激发发光。
发光材料在电场或电流作用下的激发发光。
射线致发光材料 发光材料在电子束或其它射线束的轰击下的
激发发光。
热致发光材料 发光材料在热作用下的激发发光。
等离子发光材料 发光材料在等离子体的作用下的激发发光。
14
光致发光材料
不同的发光材料有着不同的发光颜色。
2. 发光强度特征
发光强度代表发射光的能量,是一个客观数值;发光的亮度是人眼的 感觉,是主观判断的结果,其中包含了眼睛对不同颜色视觉的差别。 发光效率用来表征材料的发光本领。
量子效率:发光的量子数与激发源输入的量子数的比值。 能量效率(功率效率):发光的能量与激发源输入的能量的比值。 流明效率(光度效率):发光的流明数与激发源输入的能量的比值 (lm/W)。
上转换发光的另一种机制:逐次传递能量。
双掺杂体系:一种为能量的供体;一种为能量的受体
受体
供体
24
一个高能量的紫外或真空紫外光子变成两
量子剪裁 个能量较低的可见光光子的现象称为量子
剪裁,或称为量子劈裂或光子级连发射。
如(a)图,一个可 见光光子的产生以消 耗一个高能光子为代 价,即使量子效率接 近100%,能量效率 也比100%小很多。 如:荧光灯中的荧光 粉把紫外光转换为可 见光的量子效率超过 90%,但能量效率只 有50%左右。
ZnS:Cu,Cl或 (Zn,Cd)S:Cu,Br
本征式电致发光:利用电场直接激励电子,高能电子 与空穴复合而发光。电子的能量来自数量级为108V/m 的高电场,因此这种发光现象称为高场电致发光。 28
注入式电致发光
在低场下由电子-空穴对在pn结附近复合而产生的发光现 象。
由于电子和空穴的扩散作 用,在p-n结接触面两侧形 成空间电荷区(称为耗尽 层),形成一个势垒,阻 碍电子和空穴的进一步扩 散。
交流驱动
可实现彩色化及全色显示 液晶背光源
交流粉末电致发光
发光效率高(1-5lm/W) 寿命短( 2500h)
直流薄膜电致发光——可靠性差
直流驱动 直流粉末电致发光
低压矩阵驱动 可实现彩色化
30
交流粉末电致发光器件结构:
Al ELECTRODE INSULATOR
PHOSPHOR (50-100μm )
25
26
电致(场致)发光材料
Electroluminescence 电致发光是由直流或交流电场作用在物质上所产生的 发光现象,电能直接转变为光能,且无热辐射产生。
电致发光机理:
1. 本征式电致发光 2. 注入式电致发光
27
本征式电致发光
ITO
ITO:InSnO2,Indium Tin Oxide
受迫发光:受激发的电子 只有在外界因素的影响下 才发光(亚稳态发光)。
分立中心发光
发光材料的发光中心受激发 时并未离化,发光过程全部 局限在中心内部。被激发的 发光中心内的电子虽然获得 了跃迁至激发态的能量,但 并未离开中心,迟早会释放 出激发能,回到基态而发出 光来。
这种发光是单分子过程,并 不伴随有光电导,故又称为 “非光电导型”发光。 3