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。
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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。