-光致发光及电致发光的基本知识1
电致发光实验报告
一、实验名称：电致发光实验二、实验目的：1. 了解电致发光的基本原理和现象；2. 掌握电致发光器件的结构和性能；3. 通过实验验证电致发光的基本特性；4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
三、实验原理：电致发光（Electro-Luminescence，EL）是指当电流通过某些物质时，物质会发出可见光的现象。
根据发光机理的不同，电致发光可以分为以下几种类型：1. 发光二极管（LED）：通过电子与空穴复合产生光子；2. 场致发光（EL）：在电场作用下，材料中的电子与空穴分离，产生光子；3. 热致发光：由于温度升高，材料中的电子与空穴复合产生光子。
本实验主要研究LED的电致发光特性。
四、实验器材：1. LED发光二极管（红色、绿色、蓝色各一只）2. 电流表（量程0～0.3A）3. 电压表（量程0～15V）4. 滑动变阻器（最大阻值20Ω）5. 电源（最大输出电压5.6V）6. 开关7. 导线若干五、实验步骤：1. 根据实验原理图连接电路，确保电流表、电压表、滑动变阻器、LED和电源正确连接；2. 打开电源，调节滑动变阻器，使电压表读数为3V；3. 观察LED的发光情况，记录电流表和电压表的读数；4. 逐渐增大电压，观察LED的发光情况，记录电流表和电压表的读数；5. 当LED的亮度达到最大时，记录此时的电压和电流；6. 改变LED的正负极，重复步骤3～5；7. 将红色、绿色、蓝色LED分别接入电路，重复步骤3～6；8. 整理实验器材。
六、实验数据：实验次数 | 电压（V） | 电流（A） | LED颜色------- | -------- | -------- | --------1 | 3 | 0.1 | 红色2 | 4 | 0.15 | 红色3 | 5 | 0.2 | 红色4 | 3 | 0.1 | 绿色5 | 4 | 0.15 | 绿色6 | 5 | 0.2 | 绿色7 | 3 | 0.1 | 蓝色8 | 4 | 0.15 | 蓝色9 | 5 | 0.2 | 蓝色七、实验结果分析：1. 从实验数据可以看出，LED的发光强度随着电压的增加而增加，且不同颜色的LED发光强度随电压变化的趋势基本一致；2. 当电压达到一定值时，LED的亮度达到最大，此时电流也达到最大；3. 改变LED的正负极，发光强度和电流基本不变，说明LED的发光特性与极性无关；4. 不同颜色的LED发光强度随电压变化的趋势基本一致，但最大发光强度不同，说明不同颜色的LED发光效率不同。
电致发光要点
电致发光要点
电致发光（Electroluminescent，简称EL）是一种将电能直接转换为光能的物理现象。
它通过在两电极间施加电压产生电场，激发电子与空穴复合，导致电子在能级间跃迁、变化、复合，从而发出光。
这种现象不同于热发光、化学发光、声致发光等其他发光方式，具有独特的特点和应用。
电致发光材料通常包含发光中心和基质。
发光中心是电子和空穴复合的场所，而基质则负责传输电子和空穴。
在电场作用下，电子从阴极注入并迁移到发光中心，同时空穴从阳极注入并迁移到发光中心。
当电子和空穴在发光中心复合时，释放出能量并以光的形式发出。
电致发光器件通常由多层结构组成，包括电极、绝缘层、发光层和透明电极等。
其中，发光层是电致发光的核心部分，通常采用具有高发光效率的荧光粉或半导体材料。
当外加电压作用在电极上时，电流通过绝缘层进入发光层，激发出光子并以光的形式发射出来。
电致发光具有许多优点，如高亮度、高效率、长寿命、快速响应等。
因此，它在许多领域都有广泛的应用，如平板显示器、照明、背光等。
在平板显示器方面，电致发光显示器具有高清晰度、低功耗、视角大等优点，是下一代显示技术的有力竞争者。
总之，电致发光是一种将电能直接转换为光能的物理现象，具有独特的特点和应用。
随着科学技术的不断发展，电致发光将会在更多领域发挥重要作用，并推动相关领域的
科技进步。
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。
光致发光和电致发光谱概述
斯托克斯定律（Stoke’s law）
发光材料的发射光波长一般总是大于激发光波长，这称为 斯托克斯定律，激发光波长（或能量）与发射光波长（或能量） 之差称为斯托克斯位移，或者说发光的光子能量通常要小于激 发光子的能量。
即材料吸收高能量的短波辐射，而发射出低能量的长波辐射。
反斯托克斯效应（Anti-stoke’s effect）
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按照弗兰克－康登原理：
光学吸收跃迁是垂直的。原因是当 发光中心吸收了发光能时，系统的能量 将由基态竖直的跃迁到激发态。从基态 向激发态的跃迁是电子的，而水平位移 是核的，距离只是核间距，电子的激发 时间很短，电子的运动比核快很多，激 发结束的瞬间系统的位形没能来得及发 生变化。所以电子跃迁可以很好地近似 看作在静态环境内进行。
用于波长低于450nm的情形，汞灯和氙灯是常用的两种具有线状 谱的光源，汞灯有高压的和低压的，低压汞灯线状谱较锐，高压 汞灯工作在高温高压下，原子谱线展的较宽。但作为紫外光源， 二者共同的缺点是在可见光区和红外光区有较大的输出，另一种 常见的紫外光源是氘灯，虽然它的光强度较低，但具有很好的紫 外连续谱，且可见光成分很少。
耦合：电子与晶格振动相互作用。 △R反映了这种耦合的强度。
在较高温度下，起始状态也可能是 v＞0的能级，这样会使吸收带更宽。
位形坐标与对应的吸收谱
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基质晶格吸收
除了发光中心吸收外界能量，基质晶格也会吸收能量，通 过两种方式：
1、产生自由电子和空穴；光跃迁属于电荷跃迁类型。 2、产生电子-空穴对（激子）。 前者需要的能量超过材料的带隙；后者可以略小于带隙。
然而，如果△ R≠0，则v＝o与几个v’＞ o能级间有最大的振动重叠，就可以观察到 宽带吸收。吸收带越宽，则△ R值越大。吸 收谱的宽度可以表征激发态和基态之间的△ R值的大小。
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。
有机电致发光介绍
电路相匹配； (4) 制作工艺简单并且成本低； (5) 可实现超薄的大面积平板显示，响应速度快，
视角大，全固化，抗震性能好，工作温度范围广； (6) 良好的机械加工性能，容易做成不同形状。
最早有机电致发光的报导
是Bernanose等人在蒽单晶片的两 侧加400 V直流电压时观测到的发 光现象。
有机电致发光材料与技术
主要内容
第一章 绪 论 第二章光致发光及电致发光的基本知识 第三章电致发光的器件结构与器件物理 第四章有机电致发光的主要辅助材料
主要内容
第一章 绪 论 第二章光致发光及电致发光的基本知识 第三章电致发光的器件结构与器件物理 第四章有机电致发光的主要辅助材料
电致发光的发展历程
由于单晶厚度达10－20 m，所 以驱动电压较高。
由于蒽单晶作为电致发光材料难以 获得大面积及更低电压下的发光， 并且发光器件的效率也极低，有机 电致发光在当时并没有引起科研工 作者的注意。
N
1987年，以邓青云博士(Dr. Ching W. Tang) 为 首 的 Eastman Kodak公司研究团队, 以芳香二胺(TPD)作为空穴传 输层，以Alq3作为发光层，稳 定 的 低 功 函 材 料 Mg:Ag 合 金 作为阴极，研制出驱动电压 10V、亮度>1000 cd/m2和效 率1.5lm/W的有机电致发光器 件。
后来，Heeger小组又研制出基于 柔性衬底的聚合物有机电致发 光器件,器件在2～3 V下就可以 发光，量子效率大于1％。 这种塑料基聚合物有机电致发 光器件可以卷曲和折叠而不影 响器件的发光性能。 从此对有机电致发光器件的研 究开始向纵深方向发展。
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。
半导体照明基础知识培训资料
半导体照明基础知识笫一部分光源基础1. 光致发光有大量材料受到紫外线的激发而辐射出可见光，称为光致发光荧光这个词用来表示材料受到激发后立即发光.荧光灯属.光致发光2•电致发光将电能直接转化为光能的一种物理现象.光-电转换不需经过其他物理过程.如丄ED发光属电致发光.3. 光源分类热辐射：白炽灯，卤钨灯气体放电：高压气体放电灯：汞灯.钠灯.舍金卤化物灯.低压气体放电灯：钠灯，荧光灯.电致发光：发光二极管（LED4. 性能参数光效：光源将其他形式的能量转化为可见光的能力的量，光源所发出的光通量和光源所消耗的电功率之比。
即①/Pi单位：ml/w光源寿命：全寿命，平均寿命，有效寿命。
有效寿命是指光源的光通量下降到初始值的70%5. 光通维持率在规定条件下对LED竟明产品进行燃点，在寿命期间内燃点达到一特定时间时所发出的光通量与初始光通量的比值，用百分数表示。
6. 光分布光源的分布分为漫射性和指向性。
笫二部分光度学基础1. 光通量光通量：光源在单位时间内发出的光量称为光源的光通量用①表示。
单位:ml2. 发光强度光源在某一方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向上的发光强度。
（简称光强）用符号：I表示,单位：（cd）表示3. 光照度光照度（简称照度）是表征表面被照明程度的量，是单位表面接受到的光通量用符号:E表示，单位：lx, 例：晴天中午地面照度为了100000 lx4. 亮度光源在某一方向的亮度（L）是光源在该方向上的单位投影面在单位立体角中发射的光通量.笫三部分色度学基础1. CIE标准色度学系统规定RG系统的三色光波长700.0nm（红光R）546.1 nm（绿光G）435.8nm（蓝光B）2. 色温将标准黑体加温，黑体颜色将由：红，橙红，黄，黄白，蓝白依次变化。
光源色温定义为和黑体颜色相近时的黑体温度。
用热力学温度K表示。
色温用CT 表示，单位:K当光源发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的温度称为该光源的颜色温度，简称：色温3. 相关色温光源发出的光的颜色和各种温度下的黑体辐射的颜色都不完全相同，通常选用与其光颜色最为接近的黑体的温度为该光源的相关色温，用CC■表示单位:K 4. 显色指数光源对物体颜色的还原能力用显色指数表示。
电致发光
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。
电致发光材料
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电致发光的简介 电致发光的机理和器件结构 有机电致发光简介 有机电致发光的分类、优点及性能参数 有机电致发光材料的应用
发光材料的主要分类
光致发光 阴极射线发光 电致发光
热释发光
光释发光 辐射发光
电致发光
电致发光（又称电场发光，EL）是某些 物质受到外界电场的作用而发出光，也就 是电能转换为光能的现象。 具有这种性能的物质可作为一种电控 发光器件。一般它们是固体元件，具有响 应速度快、亮度高、视角广的特点，同时 又具有易加工的特点，可制成薄型的、平 面的、甚至是柔性的发光器件。
(1) 载流子的注入。 (2) 载流子的迁移。 (3) 载流子的复合。 (4) 激子的迁移。 (5) 电致发光。
EML
阳 极
HTL
ETL
阴 极
空穴
电子
OLED分类
1、根据采用有机材料的不同分为两种技 术：一种是采用小分子材料，简称OLED； 另一种是采用高分子材料，简称PLED； 2、按照驱动方式又分为被动式矩阵PMOLED和主动式矩阵AM-OLED，前者采 用ITO玻璃基板，后者采用TFT基板。
计算机领域： 主要有家用和商用 计算机(PC/工作站 等)、PDA和笔记 本电脑的显示屏。
工业应用场合： 主要应用有各类仪 器仪表、手持设备 等的显示屏。
电致发光的原理
电致发光的原理电致发光，即电致发光材料受到电场激发后，产生可见光的现象。
这一技术在现代光电子领域得到了广泛应用，如LED显示屏、照明器件等。
电致发光的原理涉及到材料的电学和光学性质，下面将对其原理进行详细介绍。
首先，我们需要了解电致发光材料的基本结构。
电致发光材料通常由发光层、电子传输层和阳极、阴极等组成。
其中，发光层是整个材料的核心部分，它包含有发光分子或半导体纳米晶体等。
电子传输层用于输送电子，阳极和阴极则用于提供电子和正电子。
当外加电压作用于电致发光材料时，电子从阴极注入到发光层，而正电子从阳极注入到发光层，二者在发光层中复合，产生光子，从而实现发光。
其次，电致发光的原理涉及到材料的能级结构和载流子的输运过程。
在电致发光材料中，电子和正电子的能级分布是非常重要的。
当外加电压施加到材料上时，电子和正电子被激发到高能级，形成激子。
这些激子在发光层中遇到发光分子时，会复合成激子复合态，释放出能量，产生光子。
此外，电子和正电子的输运过程也对电致发光起着至关重要的作用。
电子传输层和发光层之间的电子输运，以及发光层内部的激子输运，都会影响到电致发光效果的好坏。
最后，我们需要了解电致发光材料的发光机制。
电致发光材料的发光机制可以分为有机发光和无机发光两种。
有机发光材料通常是碳基材料，如有机小分子、聚合物等，其发光机制主要是通过激子的复合来产生光子。
而无机发光材料则是指半导体材料，如氮化镓、磷化铟等，其发光机制是通过电子和正电子在晶格中复合来产生光子。
两者的发光机制虽然不同，但都是基于电子与正电子的复合过程。
综上所述，电致发光的原理涉及到材料的基本结构、能级结构和载流子的输运过程，以及发光机制等方面。
通过对电致发光的原理进行深入了解，可以更好地指导电致发光材料的设计与制备，推动电致发光技术在光电子领域的应用与发展。
电致发光原理
电致发光原理
电致发光原理是指将电能转化为光能的物理现象。
当通过一定电压施加在发光材料上时，材料会发生电子激发的过程。
在材料的内部，存在着能级结构，包括基态能级和激发态能级。
当电压施加在发光材料上时，电子会从基态能级跃迁到激发态能级。
在这个跃迁的过程中，电子会释放出能量，即光子。
这些光子具有特定的能量和频率，通过材料的不同能带结构，可以得到不同颜色的发光。
电致发光的关键在于材料的能带结构。
一般来说，发光材料是半导体材料，其能带结构具有禁带。
材料的禁带宽度决定了材料吸收和发射光的能量范围。
当电子从价带跃迁到导带时，会释放出光子，产生发光现象。
为了实现电致发光，一般采用具有p-n结构的半导体材料。
该
结构包括p型半导体和n型半导体，通过施加正向偏置电压，使得电子从n区跨越能带到达p区，与空穴复合后释放出能量，产生光子。
这些光子经过衰减和反射，最终逃逸出材料形成可见光。
此外，还有其它形式的电致发光原理，如有机发光材料、电致荧光管等。
不同的发光机制和材料特性导致了不同的发光效果和应用。
总之，电致发光原理是通过电子在材料能带中的跃迁过程，将
电能转化为光能的现象。
它在许多领域中得到广泛应用，如显示技术、照明、传感器等。
光致发光和电致发光谱课件
电致发光的未来发展
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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。
-光致发光及电致发光的基本知识1
磷光发射
10、正常磷光：单重态分子经系间跃迁到达三重态，再经振动弛豫回到 三重态最低振动能层，最后，在10-4 ? 10s内跃迁到基态的各振动能 层所产生的辐射。
5）荧光物质的自猝灭：在浓度较高的荧光物质溶液中，单重激发态的分子在发 生荧光之前和未激发的荧光物质分子碰撞而引起的自猝灭。
荧光激发光谱与发射光谱
1)激发光谱 改变激发波长，测量在最大发射波长处荧光强度的变化，以激发波长 对荧光强度作图可得到激发光谱。
2)发射光谱 发射光谱即荧光光谱。以一定波长和强度的激发光辐照荧光物质， 不同波长处产生不同强度的荧光，以荧光强度对其波长作图可得荧光 发射光谱。 不同物质具有不同的特征发射峰，因而使用荧光发射光谱可用于鉴别 荧光物质。
温度对磷光的影响 随着温度降低，分子热运动速率减慢，磷光逐渐增强
2）磷光分类： 10、低温磷光(液氮)
溶剂要求 I、易提纯且在分析波长区无强吸收和发射； II、低温下形成具有足够粘度的透明的刚性玻璃体。EPA{乙 醇：异戊烷：乙醚 = 2：2：5}
20、室温磷光（1974）克服了低温磷光所受到实验装置和溶剂选择的限制
荧光效率
?
发光分子数 激发态分子数
荧光寿命：分子荧光从最大亮度I衰减为I/2所用的时间。
激态分子的去活化过程（失能过程）
1) 振动弛豫：在液相或压力足够高的气相中，处于激发态的分子因 碰撞将能量以热的形式传递给周围的分子，从而从高振动能层失活至 低振动能层的过程，称为振动弛豫。
2) 内转化 具有相同多重度的分子，如果较高电子能级的低振动能层与较低电 子能级的高振动能层相重叠时，则电子可在重叠的能层之间通过振 动耦合产生无辐射跃迁，如S2→S1；T2→T1。
电致发光的原理
电致发光的原理
电致发光是一种通过电流激发材料产生光辐射的现象。
它基于半导体材料在电场作用下的内层电子激发和能级跃迁机制。
一般情况下，电致发光主要依赖于半导体材料的特性。
半导体材料由两种导电型杂质组成，一种为电子施主，另一种为电子受主。
当施主和受主浓度较高时，形成 p-n 接面。
在这种结构下，半导体材料在未施加电压时处于平衡态，能级呈现堆砌排列。
当施加电压后，电子从 N 侧向 P 侧流动，同
时空穴从 P 侧向 N 侧流动。
在这个过程中，电子和空穴在接触面附近重新结合，出现能级跃迁的现象。
当电子和空穴重新结合时，能级差会释放出能量，发生光辐射。
具体来说，当电子从较高能级跃迁到低能级时，能量差会以光子的形式释放出来。
这个能量差决定了光子的能量大小，从而决定了发出的光的波长和颜色。
另外，半导体材料的带隙宽度也会影响电致发光的特性。
带隙宽度指的是半导体材料的最高占据能级和最低未占据能级之间的能量差距。
带隙宽度越大，光子的能量就越高，发出的光也就越紫蓝色；反之，带隙宽度越小，光子的能量就越低，发出的光就越红黄色。
总而言之，电致发光的原理是通过施加电压使半导体材料中的
电子和空穴重新结合，释放出能量，从而产生光辐射。
带隙宽度和能级差决定了发出的光波长和颜色。
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吸收与子被激发时，电子的自旋没有改变，则激发态分子 的总自旋仍为零，分子仍为单重态这就是激发单重态。 按能量的高低，分别用S1,S2，S3等来表示若干激发单重态。 若在分子激发时，跃迁的电子自旋发生了翻转，则分子中 电子的总自旋S = 1。 分子的多重性为2S+1 = 3，分子处于三重态， 用T1, T2,T3等来表示不同能量的激发三重态 。 在光物理过程中，涉及最多的是S0, S1和T1 三个态。
? 重原子效应
在重原子中，能级之间的交叉现象比较严重，因此容易发生自旋轨道的相互作 用，增加了由单重态转化为三重态的概率。如，卤素取代基随原子序数的增 加而荧光降低。
? 溶剂、 温度、溶液pH等对荧光光谱也有影响。
磷光光谱分析简介
磷光：处于基态的物质分子受到激发后，跃迁到能量较高的能级，再从 T1跃迁回S0所产生的光辐射，称之为磷光。
室温磷光的主要测试方法：
I、固体基质 在室温下以固体基质(如纤维素等)吸附磷光体，可增加分子刚性、 减少三重态猝灭等非辐射跃迁，从而提高磷光量子效率。
II、重原子效应 ? 使用含有重原子的溶剂(碘乙烷、溴乙烷)或在磷光物质中引入含有重
3) 系间窜跃 指不同多重态间的无辐射跃迁， 例如S1→T1就是一种系间窜跃。 通常，电子由S1的较低振动能级转移至T1的较高振动能级处。 有时，通过热激发，有可能发生T1→S1，然后由S1发生荧光。这是 产生延迟荧光的机理。
激态分子的去活化过程（失能过程）：
4) 外转换 受激分子与溶剂或其它溶质分子相互作用发生能量转换。 这一转换过程能使荧光或磷光强度减弱甚至消失的过程， 也称“熄灭或“猝灭”。
荧光效率
?
发光分子数 激发态分子数
荧光寿命：分子荧光从最大亮度I衰减为I/2所用的时间。
激态分子的去活化过程（失能过程）
1) 振动弛豫：在液相或压力足够高的气相中，处于激发态的分子因 碰撞将能量以热的形式传递给周围的分子，从而从高振动能层失活至 低振动能层的过程，称为振动弛豫。
2) 内转化 具有相同多重度的分子，如果较高电子能级的低振动能层与较低电 子能级的高振动能层相重叠时，则电子可在重叠的能层之间通过振 动耦合产生无辐射跃迁，如S2→S1；T2→T1。
5）荧光物质的自猝灭：在浓度较高的荧光物质溶液中，单重激发态的分子在发 生荧光之前和未激发的荧光物质分子碰撞而引起的自猝灭。
荧光激发光谱与发射光谱
1)激发光谱 改变激发波长，测量在最大发射波长处荧光强度的变化，以激发波长 对荧光强度作图可得到激发光谱。
2)发射光谱 发射光谱即荧光光谱。以一定波长和强度的激发光辐照荧光物质， 不同波长处产生不同强度的荧光，以荧光强度对其波长作图可得荧光 发射光谱。 不同物质具有不同的特征发射峰，因而使用荧光发射光谱可用于鉴别 荧光物质。
主要参数及特点： 参数：量子效率、磷光强度、磷光寿命、极大发射波长。
特点： 1）波长比相同物质所发出的荧光波长长(T1 < S1)； 2）磷光寿命比荧光的长（10-4 ? 10 s）—(磷光为禁阻跃迁产生，速率常数 小)； 3）寿命和强度对重原子和氧敏感(自旋轨道耦合，使系间窜跃增加)。 由于磷光寿命长，T1的非辐射跃迁、碰撞失活、光化学反应几率都增加，所以 磷光较弱。
5) 荧光发射 处于S1的电子跃迁至基态各振动能级时，将得到最大波长的荧光。 而且不论电子开始被激发至什么高能级，最终将只发射出最大波长的 荧光。荧光的产生在10-7 - 10-9s内完成。
荧光猝灭
? 荧光猝灭：荧光物质分子与溶剂分子或其它溶质分子的相互作用引起 荧光强度降低的现象称为荧光猝灭。能产生荧光猝灭的原因有以下几 点：
第二章 光致发光与电致发光 基本原理
主要内容
? OLED结构及工作原理 ? 荧光的产生及性质 ? 磷光的产生及性质
OLED结构及工作原理
1、电子和空穴分 别从阴阳两极注入
2、电子和空穴分别 在功能层中进行迁移
3、电子和空穴在合 适的位置形成激子
4、激子在一定的 范围内进行迁移
5、激子(或将能量传 递给其它中心)发光
温度对磷光的影响 随着温度降低，分子热运动速率减慢，磷光逐渐增强
2）磷光分类： 10、低温磷光(液氮)
溶剂要求 I、易提纯且在分析波长区无强吸收和发射； II、低温下形成具有足够粘度的透明的刚性玻璃体。EPA{乙 醇：异戊烷：乙醚 = 2：2：5}
20、室温磷光（1974）克服了低温磷光所受到实验装置和溶剂选择的限制
荧光与磷光光物理过程
荧光与磷光
荧光光谱分析简介
处于基态的物质分子受到激发后，跃迁到能量较高的能级，再从 第一单重态跃迁到基态所产生的光辐射 ，称之为荧光。
产生荧光必须具备两个条件： 1）分子的激态和基态的能量差必须与激发光频率相适应； 2）吸收激发能量之后，分子必须具有一定的荧光量子效率。
荧光的主要参数： 荧光效率、荧光强度、荧光寿命、极大波长 。
荧光的主要影响因素
? 共轭效应：
共轭效应大，最大激发峰和最大发射峰会发生红移。
? 分子结构的刚性：
刚性强有利于电子从高能态向低能态跃迁时产生光辐射。
? 取代基效应
给电子基团，如-OH、-OR、-NH2、-NR2等，使荧光增强； 吸电子基团，如-COOH、-NO、-C=O、卤素等，减弱甚至会猝灭荧光。
3) 激发光谱与发射光谱的关系 波长比较：与激发(或吸收)波长相比，荧光发射波长更长，即产生所 谓Stokes位移。(振动弛豫失活) 形状比较：荧光光谱形状与激发波长无关。尽管分子受激可到达不同 能级的激发态，但由于去活化(内转换和振动弛豫)到第一电子激发态 的速率或几率很大，好像是分子受激只到达第一激发态一样。
1）碰撞猝灭：由于与猝灭剂分子发生碰撞，增加了非辐射跃迁的几率；
2）静态猝灭(组成化合物的猝灭)：由于荧光物质分子与猝灭剂分子生成非荧光 的配合物；
3）转入三重态的猝灭：分子由于系间跨越跃迁，由单重态跃迁到三重态。转入 三重态的分子在常温下不发光，它们在与其它分子的碰撞中消耗能量而使荧 光猝灭。
4）发生电子转移反应的猝灭：某些猝灭剂分子与荧光物质分子相互作用时，发 生了电子转移反应，因而引起荧光猝灭。