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1、电致发光显示技术第1页，本讲稿共23页发展历程发展历程1最早的发现1963年，法国的Destriau发现，将ZnS荧光粉末浸 入油性溶液中，使其封于两块电极之间，施加交流电压就会产生发光现象，这就是EL。第一代ELD1950年，发明了以SnO2为主要成分的透明导电膜，Sylvania公司利用这种电极，成功开发了分散型EL元件，作为平面型发光源.第2页，本讲稿共23页发展历程发展历程2第二代ELDVecth等人发表了一篇文章，阐明分散型EL元件荧光体表面通过Cu的处理可以实现直流驱动；Kahng等人发表了另一篇文章，阐明在薄膜型EL中导入作为发光中心的稀土氟化物，可实现高辉度。成为研究课题之一I
2、noguchi等人于1974年发表了关于高辉度、长寿命的二层绝缘膜结构的薄膜型EL元件的文章，并通过实验验证了EL用于电视面显示的可能性。第3页，本讲稿共23页发展历程发展历程3批量生产1983年，日本开始了薄膜ELD的批量生产。目前橙红色的ELD可由Sharp等公司供应。引起广泛注意近年来，对ELD的研究更集中于全彩色显示和更大容量的显示方面。实现全彩色显示，高质量的红、绿、蓝三基色荧光体必不可少。最近，采用由发光层及电子输送层，空穴输送层构成有机薄膜型电致发光（OLED）器件研制成功，它成功在低电压下获得高辉度发光，并有可能实现蓝色发光。第4页，本讲稿共23页ELD的分类的分类按结构上又可
3、分：按结构上又可分：按发光层材料分：按发光层材料分：从驱动方式上：从驱动方式上：第5页，本讲稿共23页无机和有机电致发光组合出的无机和有机电致发光组合出的3种种EL显示器件显示器件有薄膜型交流有薄膜型交流EL分散型交流分散型交流EL薄膜型交流驱薄膜型交流驱动动EL实用性达达到到实用化用化达达到到实用化用化未未达达到到实用化用化特性高辉度高辉度高可靠性高可靠性价格低价格低易实现多彩色易实现多彩色性能可靠性能可靠寿命长寿命长用作发橙黄色光的平发橙黄色光的平板显示器板显示器平面光源，如液晶平面光源，如液晶显示器的背光源显示器的背光源平板显示领域平板显示领域 母体材料硫化锌为主体硫化锌为主体 硫化锌为
4、主体硫化锌为主体聚聚对苯苯撑乙撑乙烯第6页，本讲稿共23页（1）图像显示质量高）图像显示质量高（2）受温度变化的影响小）受温度变化的影响小（3）EL是目前所知唯一的全固体显示元件，耐振是目前所知唯一的全固体显示元件，耐振动冲击的特性极好，适合坦克、装甲车等军事应用。动冲击的特性极好，适合坦克、装甲车等军事应用。（4）具有小功耗、薄型、质量轻等特征。）具有小功耗、薄型、质量轻等特征。（5）快速显示响应时间小于）快速显示响应时间小于1 ms （6）低电磁泄漏）低电磁泄漏ELD的特点的特点:第7页，本讲稿共23页分散型交流分散型交流EL元件的发光机理简述如元件的发光机理简述如下：下：ZnS荧光体粉末
5、的粒径为荧光体粉末的粒径为530 m，通常在一个，通常在一个ZnS颗粒中会存在点颗粒中会存在点缺陷及线缺陷。电场在缺陷及线缺陷。电场在ZnS颗粒内会呈非颗粒内会呈非均匀分布，造成发光状态变化。在均匀分布，造成发光状态变化。在ZnS颗粒颗粒内沿线缺陷会有内沿线缺陷会有Cu析出，形成电导率较析出，形成电导率较大的大的CuxS，CuxS与与ZnS形成异质结。可形成异质结。可以认为，这样就形成了导电率非常高的以认为，这样就形成了导电率非常高的P型或金属电导状态。当施加电压时，在型或金属电导状态。当施加电压时，在上述上述CuxS/ZnS界面上会产生高于平均电界面上会产生高于平均电场的电场强度（场的电场强
6、度（105106 V/cm）。在）。在这种高场强作用下，位于界面能级的电这种高场强作用下，位于界面能级的电子会通过隧道效应向子会通过隧道效应向ZnS内注入，与发内注入，与发光中心捕获的空穴发生复合，产生发光。光中心捕获的空穴发生复合，产生发光。当发光中心为当发光中心为Mn时，如上所述发生的电时，如上所述发生的电子与这些发光中心碰撞使其激发，引起发子与这些发光中心碰撞使其激发，引起发光。光。分散型交流分散型交流EL元件的基本原理元件的基本原理第8页，本讲稿共23页基本结构基本结构分散型交流分散型交流EL元件元件 分散型交流分散型交流EL元件的基板为玻璃或柔性塑元件的基板为玻璃或柔性塑料板。透明电
7、极采用料板。透明电极采用ITO膜，发光层由荧光膜，发光层由荧光体粉末分散在有机黏接剂中做成。荧光体体粉末分散在有机黏接剂中做成。荧光体粉末的母体材料是粉末的母体材料是ZnS，其中添加了作为发，其中添加了作为发光中心的活化剂和光中心的活化剂和Cu、Cl（氯）、（氯）、I（碘）（碘）及及Mn原子等，由此可得到不同的发光颜色。原子等，由此可得到不同的发光颜色。黏接剂中采用介电常数较高的有机物，如黏接剂中采用介电常数较高的有机物，如氰乙基纤维素等。发光层与背电极间设有氰乙基纤维素等。发光层与背电极间设有介电体层以防止绝缘层被破坏，背电极用介电体层以防止绝缘层被破坏，背电极用Al膜做成。膜做成。第9页，
8、本讲稿共23页分散型直流分散型直流EL元件制成之后，先不元件制成之后，先不让它马上发光，而是在透明电极一让它马上发光，而是在透明电极一侧接电源正极，侧接电源正极，Al背电极一侧接电源背电极一侧接电源负极，在一定的电压下经长时间放置后，负极，在一定的电压下经长时间放置后，再让其正式发光。在这个定形化再让其正式发光。在这个定形化（forming）处理过程中，）处理过程中，Cu2+离子离子会从透明电极附近的荧光体粒子向会从透明电极附近的荧光体粒子向Al电电极一侧迁移，结果在透明电极一侧会出极一侧迁移，结果在透明电极一侧会出现没有现没有CuxS包覆的、电阻率高的包覆的、电阻率高的ZnS层（脱铜层）。这
9、样，外加电层（脱铜层）。这样，外加电压的大部分会作用在脱铜层上，使压的大部分会作用在脱铜层上，使该层中形成该层中形成106 V/cm的强电场，在此的强电场，在此电场的作用下，会使电子注入到电场的作用下，会使电子注入到ZnS层中，经加速成为发光中心。层中，经加速成为发光中心。分散型直流分散型直流EL元件的基本结构元件的基本结构第10页，本讲稿共23页基本结构基本结构分散型直流分散型直流EL元件元件 分散型直流分散型直流EL元件在玻璃基板上形成透明元件在玻璃基板上形成透明电极，将电极，将ZnSCu、Mn荧光体粉末与少量荧光体粉末与少量黏接剂的混合物均匀涂布于上，厚度为黏接剂的混合物均匀涂布于上，厚
10、度为3050 m。由于是直流驱动，应选择具有导。由于是直流驱动，应选择具有导电性的荧光体层，为此选用粒径为电性的荧光体层，为此选用粒径为0.51 m的较细的荧光粉末。将的较细的荧光粉末。将ZnS荧光体浸在荧光体浸在Cu2SO4溶液中进行热处理，使其表面产生溶液中进行热处理，使其表面产生具有导电性的具有导电性的CuxS层，这种工艺叫做包铜层，这种工艺叫做包铜处理。最后再蒸镀处理。最后再蒸镀Al，形成背电极，从而，形成背电极，从而得到得到EL元件。元件。第11页，本讲稿共23页从发光机制来说，可用从发光机制来说，可用ZnS:Mn系荧光系荧光体的碰撞激发来解释。既当施加的电压体的碰撞激发来解释。既当
11、施加的电压大于阈值电压大于阈值电压Vth时，由于隧道效应，从时，由于隧道效应，从绝缘层与发光层间的界面能级飞出的电子绝缘层与发光层间的界面能级飞出的电子被被106V/c2m的强电场加速，使其热的强电场加速，使其热电子化，并碰撞激发电子化，并碰撞激发Mn等发光中心。等发光中心。被激发发光中心的热电子，在发光层与绝被激发发光中心的热电子，在发光层与绝缘层的界面上停止移动，即产生极化作用。缘层的界面上停止移动，即产生极化作用。这种极化电场与外加电场相重叠，在交流这种极化电场与外加电场相重叠，在交流驱动施加反极性脉冲电压时，会使发光层驱动施加反极性脉冲电压时，会使发光层中的电场强度加强。中的电场强度加
12、强。二层绝缘膜结构薄膜型交流二层绝缘膜结构薄膜型交流EL元件元件第12页，本讲稿共23页基本结构基本结构薄膜型交流薄膜型交流EL元件元件 薄膜型交流薄膜型交流EL元件是将发光层薄膜夹于两层绝缘膜之间元件是将发光层薄膜夹于两层绝缘膜之间组成三明治结构形式，在玻璃基板上依次沉积透明电极、组成三明治结构形式，在玻璃基板上依次沉积透明电极、第一绝缘层、发光层、第二绝缘层、背电极（第一绝缘层、发光层、第二绝缘层、背电极（A1）等。）等。发光层厚为发光层厚为0.5l m，绝缘层厚，绝缘层厚0.30.5 m，全膜厚，全膜厚只有只有2 m左右。在左右。在EL元件电极间施加元件电极间施加200 V左右的电左右的
13、电压，即可使压，即可使EL发光。由于发光层夹在两绝缘层之间，发光。由于发光层夹在两绝缘层之间，可防止元件的绝缘层被破坏，故在发光层中可以形成可防止元件的绝缘层被破坏，故在发光层中可以形成稳定的稳定的106V/cm以上的强电场。并且，由于致密的绝缘以上的强电场。并且，由于致密的绝缘层保护，故可防止杂质及湿气对发光层的损害。层保护，故可防止杂质及湿气对发光层的损害。第13页，本讲稿共23页 这种电致发光元件结构简单，在薄膜发这种电致发光元件结构简单，在薄膜发光层的两侧直接形成电极即可。迄今为光层的两侧直接形成电极即可。迄今为止已试做过各种各样的元件，由于没有止已试做过各种各样的元件，由于没有绝缘膜
14、保护，很难维持稳定的强电场，绝缘膜保护，很难维持稳定的强电场，故至今未能达到实用化。故至今未能达到实用化。第14页，本讲稿共23页 有机薄膜发光层及空穴输送层的注入型薄膜有机薄膜发光层及空穴输送层的注入型薄膜EL元件，称为元件，称为OLED。目前有机目前有机EL的研究重点是：研制高稳定性的的研究重点是：研制高稳定性的R、G、B3基色和白色器件已向实用化迈进，基色和白色器件已向实用化迈进，并在此基础上研究用于动态显示的矩阵屏及并在此基础上研究用于动态显示的矩阵屏及实现高质量动态显示的驱动电路。实现高质量动态显示的驱动电路。第15页，本讲稿共23页Add you title有机有机EL的特点的特点
15、:电极：Al、Mn、IT0膜制造方法：高温真空沉积效率：低对比度：高电压：高电流：小显示面积：大稳定性：很好无机无机EL的特点的特点:电极：低逸出功材料制造方法：低温真空沉积效率：高对比度：低电压：低电流：大显示面积：小第16页，本讲稿共23页（1）红、绿、蓝）红、绿、蓝3色各点分别采用色各点分别采用3色发光材料独立色发光材料独立发光。发光。（2）将蓝色显示作为色变换层，使其一部分转变为红）将蓝色显示作为色变换层，使其一部分转变为红色和绿色，从而形成红、绿、蓝色和绿色，从而形成红、绿、蓝3基色。基色。（3）使用白色有机）使用白色有机EL为背光，采用类似为背光，采用类似LCD所用所用的彩色滤光片
16、来达到全彩色的效果。的彩色滤光片来达到全彩色的效果。（4）使用特殊材料，在不同的驱动电压下显示不）使用特殊材料，在不同的驱动电压下显示不同的颜色。同的颜色。（5）激光共振方式。）激光共振方式。（6）将红、绿、蓝）将红、绿、蓝3色发光膜重叠起来构成彩色色发光膜重叠起来构成彩色像素。像素。实现全彩色显示的方式实现全彩色显示的方式第17页，本讲稿共23页原理原理分散型交流电致发光分散型交流电致发光第18页，本讲稿共23页welcome to use these powerpoint templates,New Content design,10 years experience welcome to
17、 use these powerpoint templates,New Content design,10 years experience Add you title第19页，本讲稿共23页Add you titlewelcome to use these powerpoint templates,New Content design,10 years experience welcome to use these powerpoint templates,New Content design,10 years experience texttexttexttexttext第20页，本讲稿共
18、23页Add you titlewelcome to use these powerpoint templates,New Content design,10 years experience Add Your Textwelcome to use these powerpoint templates,New Content design,10 years experience Add Your Textwelcome to use these powerpoint templates,New Content design,10 years experience Add Your Text第2
19、1页，本讲稿共23页welcome to use these powerpoint templates,New Content design,10 years experiencewelcome to use these powerpoint templates,New Content design,10 years experiencewelcome to use these powerpoint templates,New Content designwelcome to use these powerpoint templates,New Content designwelcome to use thesepowerpoint templatesAdd you title第22页，本讲稿共23页Q Q:954570564 TEL:13604512801第23页，本讲稿共23页