电致发光
电致发光原理
电致发光原理电致发光（Electroluminescence，简称EL）是一种通过施加电场使特定材料发出光的物理现象。
这一原理被广泛应用于各种发光器件，如有机发光二极管（OLED）、有机电激发发光（OEL）和柔性显示器等。
本文将对电致发光的原理进行详细介绍，以便读者更好地理解这一现象。
电致发光的原理可以简单地概括为，当电流通过特定的发光材料时，电子和空穴会在材料内部重新组合，释放出能量并激发光子的发射。
这一过程涉及到材料的能带结构和电子激发态的转变，下面将对这些方面进行详细阐述。
首先，我们来看材料的能带结构。
在晶体中，原子的价电子会形成能带，其中价带是填满电子的能级，而导带是电子可以自由移动的能级。
在电致发光材料中，通常存在着能隙，即导带和价带之间的能量差。
当电流通过材料时，电子会从价带跃迁至导带，形成电子空穴对。
这些电子空穴对会在材料内部扩散，最终导致电子和空穴在特定区域重新结合，释放出能量。
其次，电子激发态的转变也是电致发光的关键。
在电流的作用下，电子会被激发至高能级态，这些激发态的电子在重新组合时会释放出光子。
这些光子的能量与电子跃迁的能级差有关，因此可以通过控制材料的能带结构和电子激发态的能级来实现特定波长的发光。
除了以上提到的基本原理，电致发光还涉及到材料的选择、电流的控制和发光器件的结构设计等方面。
不同的发光材料具有不同的能带结构和发光特性，因此在实际应用中需要根据具体的要求选择合适的材料。
此外，通过控制电流的大小和频率，可以调节发光器件的亮度和稳定性。
同时，发光器件的结构设计也对电致发光的效率和性能起着重要作用。
总的来说，电致发光原理是一种基于材料电子结构和激发态转变的物理现象，通过合理选择材料、控制电流和优化器件结构，可以实现高效、稳定的发光效果。
随着科学技术的不断发展，电致发光在照明、显示和光电器件等领域的应用前景将更加广阔。
希望本文能够帮助读者更好地理解电致发光的原理和应用，促进相关领域的研究和发展。
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。
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%。
电致发光原理
电致发光原理
电致发光是一种利用电场激发物质产生发光的原理。
当一个外加电场施加在某些特殊材料上时，这些材料中的电子会被激发到高能级，并在返回低能级时释放出能量。
这个电子从高能级跃迁到低能级的过程中，能量的差异以光的形式释放出来，造成电致发光现象。
关键的原理是在特定材料中的电子跃迁能级间存在能量差异，这样在施加电场时，电子会被激发到能量较高的激发态。
这些激发态可能是由于材料的晶格结构或材料中特殊的离子所引起的。
当电子从激发态跃迁回基态时，能量差额以光的形式释放出来。
在电致发光器件中，一般会使用发光层和两个电极。
发光层是具有发光性质的材料，当施加电场时，发光层中的电子会受到激发并发射光。
两个电极分别连接到发光层的两端，施加电压可形成电场，从而激发发光层中的电子。
电致发光的原理被广泛应用于各种发光器件，如LED（Light Emitting Diode）和OLED（Organic Light Emitting Diode）等。
这些材料具有高效的发光特性，耗电量低且寿命长，因此在照明、显示和通信等领域有着广泛的应用。
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
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。
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电致发光研究目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)一、电致发光分类 (1)1.1 结型电致发光 (1)1.2 粉末电致发光 (2)1.3 薄膜电致发光 (3)二、发光器件分类 (4)2.1 无机电致发光显示器。
(4)2.1.1无机电致发光器件的结构 (4)2.1.2无机电致发光应用及展望。
(6)2.2 OLED器件 (6)2.2.1 OLED器件的结构和原理 (6)2.2.2 OLED发光器件结构 (7)2.2.3 OLED发光材料的选用 (9)2.2.4 OLED的优缺点 (10)2.2.5 OLED器件的现状及展望 (10)三、总结 (10)参考文献 (12)摘要电致发光又可称电场发光，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，而引致电子能级的跃进、变化、复合导致发光的一种物理现象。
本文通过介绍结型电致发光，粉末型电致发光和薄膜型电致发光，从不同发光原理上对电致发光进行了分析和研究对比了不同类型发光的优点和缺点。
而电致发光器件是基于电致发光技术的一种显示器件，本文介绍了无机电致发光和有机电致发光器件中的OLED 的发光原理，材料选用，优缺点以及电致发光器件在各方面的应用，虽然电致发光器件现在存在诸多不足，但是随着有机电致发光市场的崛起，电致发光在显示行业取得了一定的进展和市场，而且由于有机电致发光具有许多其他发光技术无法比拟的优点，OLED技术也吸引了大量的研究投入，所以技术也在不断的成熟，很多研究表明，电致发光以后将很有可能成为主流显示技术，存在于人们生产和生活的每个角落。
关键词：电致发光有机电致发光EL 器件AbstractElectroluminescent，it also can be called electric field shine，here we referred to as EL，it is a phenomenon when adding two electrodes with voltage and the electric field inspired light center which change energy level or combine hole and electron to produce light，This paper，through the introduction of the type electrol -uminescent，powder type electroluminescent and film type electroluminescent，through analysising and studying different principle to shine on electroluminescent we got advantages and disadvantages of different type. And electroluminescent devices is based on electroluminescent technology，this paper introduced inorganic and organic electroluminescent devices OLED and light emitting principle，material selection，advantages and disadvantages and different electroluminescent devices in all aspects of application，although electroluminescent devices now exist some shortcomings，but with organic electroluminescent market's rising，electroluminescent have made a certain progress and market，and because the organic electroluminescent has many advantages which other luminous technology did not have，OLED technology attracted a lot of notice and become more and more perfect，many studies say that electroluminescent will probably become mainstream display technology in future and exist in people in every corner of the production and life.Key word:: Electroluminescent organic electroluminescent EL device前言电致发光是电场作用在发光材料上，直接产生发光的现象。
它同我们熟悉的由电引起的发光规象不同。
例如白炽灯，即普通的电灯泡的发光，是由电流通过灯泡里的灯丝时产生的电流热效应，使灯丝温度升高而产生的发光现象，是一种热发光。
再如，日光灯的发光，是由于灯管内的气体在电场作用下电离，气体电离时产生的紫外线作用于管壁上的发光材料上，引起的发光，是一种光致发光。
再如，电视机荧光屏的发光，是由于在电的作用下产生的阴极射线轰击发光材料而引起的发光，称为阴极射线致发光。
还有，光机的荧光屏的发光，是由于在电作用下产生的射线作用于发光材料而引起的发光，称为射线致发光。
上面谈的这几种光，虽然都是由电能转换成光能，但都要一个中间过程，即发热，或产生紫外线，或产生阴极射线，或产生射线因而属于“间接”的电引起的发光现象。
这里所讲的电致发光的一个根本特点就是它不要经过中间过程，而是由电场“直接”引起的发光现象。
是将电能直接转换成光能，因此它不伴随着其它的辐射和能量消耗，是一种冷光源。
即使使用多日也不会发热，没有红外辐射，在军事上有很重要的意义。
正因为它是直接发光，就不必像灯泡、日光灯管、显象管等要用腔体，更不用抽真空和充气，结构简单、牢固、使用方便、环境适应性强。
一、电致发光分类电致发光根据发光材料的型态，可分为结型电致发光，粉末电致发光和薄膜电致发光三种。
1.1 结型电致发光这是指具有结型结构的半导体器件在电场作用下产生的发光现象，目前比较成熟的结型电致发光器件都具有p-n结结构，就象半导体二极管那样，被称为光二极管。
在它上面加上正向偏压(即p区接电源正极， n区接电源负极)时，引起电子由n区流入(在物理上称为“注入” ) p区，空穴由p区流入n区，发生了电子和空穴复合而产生发光[1]，所以结型电致发光也称为注入式电致发光。
目前，所用材料主要是元素周期表中第三族和第五族元素的化合物。
结型电致发光的工作电压， 一般只要直流几伏，而亮度高，能发出几十到几百叹朗伯的发光亮度。
而且它还具有寿命长、响应速度快， 制造工艺和半导体器件很相似， 所以它有可能集成化， 并和集成电路匹配。
当前主要应用于复杂电路指示器、仪表和钟表数字显示、携带式和台式电子计算机的终端数字和图表的显示， 用于光电子学的光源和藕合器件， 也可用于矩阵多象元显示。
结型电致发光发现于一九二三年[2]， 但当时并没有引起人们的普遍注意。
随着近代技术的发展，对发光器件提出了新的要求， 例如:电子仪器的固体化和小型化， 要求显示的固体化等。
所以从六十年代开始， 对它的研究有了飞跃的发展。
十几年来，亮度和效率成千百倍地提高，达到了实用阶段。
这主要是因为利用了固体物理，特别是半导体的技术上和理论上的成就，例如：晶体生产技术的发展， 对互Ⅲ一Ⅴ族化合物能带结构的研究，对杂质所起作用的研究等等， 都给器件设计和发光效率的提高带来实际的成效。
1.2 粉末电致发光这是在电场作用下， 晶体内部电子与空穴受激复合产生的发光现象。
制成的器件为屏的形式，被称为电致发光屏。
它的结构象一个平扳电容器，不过其中一个电极是透明的， 在两个电极间夹有粉末型态的发光粉和适当介质的混和物，当在电极上加几十伏到几百伏的合适电压时，就可以发光，从透明电极射出来。
现用发光材料以硫化锌型为主，有交流电致发光材料和直流电致发光材料两种，能发出绿、蓝、黄、红等颜色的光[3]。
电致发光屏有玻璃为基板的有机屏，以金属为基板的搪瓷屏和柔软的可折叠的塑料屏。
粉末电致发光屏以交流电激发的最成熟，已达到实用阶段。
它的特点是，在实用的电致发光器件中效率较高的一种（约15流明/瓦，同白炽灯相近）它耗电很少(-310--410瓦/厘米，即一平方米大的发光屏的耗电相当于几瓦至十瓦白炽灯的耗电量)工艺简单，成本低，可以做成各种形状， 发光均匀，视角大，因此在显示、显象和光源方面得到很多应用。
目前在特殊照明（如：毛主席纪念堂仪表表盘、飞机坐舱、船舱、坑道照明等）， 数字符号显示（如：自动记分器、数字钟、吊车秤等），摸拟显示（如大型企业各生产部门的工作情况，工厂大型设备各部件的工作状态等同时显示在一块屏上）已达到实用阶段。
另外还有一些方面处于有成果的研究阶段。
如用于雷达、航迹显示及电视方面的大屏幕矩阵显示方面， 用于X 光和红外光的象转换器方面，都已有样机，但还存在一些问题，未达到实用阶段。
现在的主要问题是要进一步提高亮度、对比度，找适当控制材料，使显示屏具有存贮性能，将来它可在一定领域中代替真空显象管。
粉末型态的交流电致发光发现于一九三六年，但在二十世纪五十年代以前，发展很慢，到五十年代期间，随着材料制造工艺水平的提高，不断传出研究进展的消息有的人甚至过早地产生了一种乐观看法，电致发光灯可以成为取代白炽灯、日光灯的新型光源，因此，在有的国家建立了许多工厂。
但在实践中发现，并从理论上逐渐认识到，它是一种发光效率还比较低的现象，一时又找不到有效的提高途径，因而研究工作进入低潮，建立的工厂也倒闭或转业。
经过了坚持研究工作的人们的努力，近年来已克服了一些困难，使研究工作重新活跃起来。
现在发光粉的试制已摆脱了传统的经验估计方法，并制出了基本上不老化的发光粉。
有人计算，如果发光屏的寿命为一万小时，发白色光时，即使亮度和效率维持目前的水平，也可用电致发光天棚代替现有照明的装置，成为继白帜灯、日光灯之后的新型光源，所以利用电致发光照明的可能性仍然存在。
1.3 薄膜电致发光薄膜电致发光和粉末电致发光相似，也是在两电极间夹有发光材料，但材料是一层根薄的膜，它和电极直接接触，不混和介质。